Mélodie Grumberg intègre l’ESEC en 2002, où elle perfectionne la technique de l’image. Elle obtient son diplôme et entreprend des stages d’assistante réalisatrice chez JLA Production et ARTEFILM.

En 2005, elle assiste Chantal Akerman dans ses projets d’arts vidéo et son documentaire Là-bas, obtenant parallèlement un master en Histoire du cinéma à la Sorbonne. En 2007, Mélodie Grumberg se lance dans la réalisation de son premier court métrage Zéro Kilomètre heure qui remporte plusieurs prix en festival.

En 2011, elle poursuit son envie d’explorer différents genres en réalisant une vingtaine de courts métrages à travers le monde (Helsinki, Vienne, Bucarest, Prague, Hambourg, Montréal, Sydney...) avec le mouvement Kino. Elle réalise par exemple Swaye Nassara en 2013, tourné au Burkina Faso et acheté par TV5 Monde ou encore Petrouchka, son premier moyen-métrage produit par Les Films après la pluie.

Elle travaille sur l’écriture de son premier long métrage.