Биография Мелеуза как населённого пункта началась ещё в XVIII веке, тогда в деревне Мелеузово было 60 дворов с населением 434 человека. В 60-х годах XIX века Мелеуз превращается в село. В 1939 году село переименовано в рабочий посёлок. В 1940 году вступает в действие мощный завод сухого молока.
Во время Великой Отечественной войны на фронт ушли 15 тысяч мелеузовцев, шесть тысяч не вернулись с полей сражений, отдав жизнь за Родину. 11 мелеузовцев были удостоены высокого звания Героя Советского Союза.
В 1949 году в Мелеузе впервые прогудел паровозный гудок. Железная дорога явилась одним из главных условий ускоренного превращения посёлка в город. В это время в Мелеузе построены деревообрабатывающий комбинат, кирпичный завод, завод железобетонных конструкций и мясокомбинат.
Статус города Мелеуз получил в 1958 году, здесь в тот момент проживали 18 тысяч человек. Бурному развитию города способствовало начавшееся в 1973 году строительство химического завода, гигантского объекта союзного значения.
В настоящее время в Мелеузе живут более 60 тысяч человек - представители разных национальностей. На 12 предприятиях промышленности, переработки и стройиндустрии, в учреждениях социальной сферы и других направлений трудятся более 14 тысяч человек.