W wyborach samorządowych w 1990 roku został wybrany na radnego miasta Czernihowa. Jako przewodniczący rady miejskiej został jednocześnie merem Czernihowa. Funkcję tę pełnił do maja 1992 roku, gdy został przedstawicielem Prezydenta Ukrainy w obwodzie czernihowskim. Następnie został powołany na szefa Wydziału Ochrony Praw Konsumenta w Czernihowskiej Obwodowej Administracji Państwowej. W 1995 roku został dyrektorem generalnym czernihowskiego browaru „Desna”.
W wyborach parlamentarnych w 1998 roku Melnyczuk nie otrzymał mandatu posła. W wyborach w 2002 roku został wybrany na posła IV kadencji. Wszedł do frakcji Zjednoczonej Socjaldemokratycznej Partii Ukrainy (SDPU(O)) oraz do zarządu partii, która reprezentowała wówczas interesy obozu prezydenta Łeonida Kuczmy. Po wyborach prezydenckich w 2004 roku i pomarańczowej rewolucji doszło do rozpadu środowiska związanego z dotychczasowym prezydentem. SDPU(O) powołała prorosyjski Opozycyjny Blok – Nie Tak!, na czele którego stanął pierwszy prezydent Ukrainy Łeonid Krawczuk. W wyborach parlamentarnych w 2006 roku z wynikiem 1,01% blok zajął 11. miejsce nie przekraczając progu wyborczego.