Disposta a tutto pur di garantire un futuro dignitoso ai propri figli, Melissa Leo si è inebriata del profumo di Oscar grazie alla nomination ottenuta incarnando la madre borderline, protagonista del criminoso dramma Frozen River - Fiume di ghiaccio (2008), atto di accusa contro lo sfruttamento illegale dei clandestini firmato dalla esordiente Courtney Hunt.
Detective in Tv
Meglio conosciuta per il ruolo della caparbia detective - Kay Howard - nella serie Homicide, Life on the Street, l'attrice è unicogenita di Arnold Leo, editore con la passione per la pesca, e di sua moglie Peggy, insegnante.
Dopo il liceo, si iscrive presso la State University di New York ma non riesce a terminare gli studi.
Esordisce all'età di ventiquattro anni, in una manciata di episodi de La valle dei pini, soffiando la parte all'allora sconosciuta Julia Roberts.
Consorte del fanatico religioso Benicio Del Toro in 21 Grammi (2003) nonché cameriera in un ristorante ne Le tre Sepolture (2006), Melissa si cimenta in una madre turbata in Sfida senza regole.
Tanti volti differenti
Successivamente piange la sua piccola, vittima di in un feroce assassino, nell'horror soprannaturale The Alphabet Killer.
Gira inoltre il toccante Santa Mesa, una produzione statunitense/filippina diretta da Ron Morales, lo sport drama Ball Don't Lie - storia di un teenager prodigio del basketball che lotta per sopravvivere alla strada - ed il noir Stephanie's Image della documentarista Janis DeLucia Allen.
Nel 2009, affianca la graziosa Hilary Duff nella commedia agrodolce Greta e dimora, assieme alla suicida Sarah Michelle Gellar, in una clinica psichiatrica in Veronika decide di morire.
Tra numerose partecipazioni dell'attrice ci sono: il thriller Don McKay (2009) con Elisabeth Shue, lo struggente Welcome to the Rileys del videoclip director Jake Scott, la young comedy True Adolescents, nonché l'adventure Everybody's Fine con un cast che annovera nomi quali Robert De Niro, Kate Beckinsale, Sam Rockwell e Drew Barrymore.
The Fighter
Veste i panni di Mrs. Howard in Dear Lemon Lima della filmaker Suzi Yoonessi ma anche quelli della co-protagonista in American Tragic, accanto a quella "bruttina" di America "Betty" Ferrera. Con il drammatico The Fighter (2010) vince Golden Globe e premio Oscar come miglior attrice non protagonista. Partecipa al melodramma di Todd Haynes Mildred Pierce (2011) e al film di Robert Zemeckis Flight (2012). Il 2013 la vede impegnata in numerosi film, principalmente d'azione: da Attacco al Potere - Olympus Has Fallen di Antoine Fuqua, a Oblivion di Joseph Kosinski, passando per The Necessary Death of Charlie Countryman di Fredrik Bond. Dopo Prisoners di Villeneuve, la vedremo in The Butler - Un maggiordomo alla Casa Bianca e dopo incursioni nella televisione - tra cui Wayward Pines - nel 2016 è nel cast del film La grande scommessa di Adam McKay, accanto a Brad Pitt, Christian Bale e Ryan Gosling. Tra gli ultimi film interpretati troviamo Snowden (2016) di Oliver Stone e The Equalizer 2 - Senza perdono (2018) di Antoine Fuqua.
L'attrice ha un figlio - John Matthew - dal collega John Heard, suo compagno.
