Далее последовала учёба в Государственном техникуме кинематографии. По окончании техникума Евгения Мельникова была принята в штат «Мосфильма», она очень хотела сниматься, к тому времени уже успела поработать в эпизодах в немом кино (например, в картине «Изящная жизнь»). Случилось так, что режиссёр Райзман, приступив к съёмкам фильма «Лётчики», никак не мог найти подходящую актрису на главную роль. Он обратил внимание на Евгению Мельникову, несмотря на то, что в соответствии со сценарием требовалась стройная высокая девушка с голубыми глазами. Роль в картине «Лётчики» сделала актрису знаменитой, и следующей кинолентой, в съёмках которой она приняла участие, стал фильм «Цирк». Эта картина имела также оглушительный успех, она не теряет своей популярности и сейчас.
После подобного громкого успеха Евгения Мельникова получила приглашение сняться в комедии «Девушка с характером». Примечательно, что сценарий к фильму был написан специально для неё. Однако актриса в то время решила стать матерью и отказалась от съёмок. После войны Мельникова вернулась на экраны уже в возрастных ролях, она обрекла себя на неузнаваемость, перейдя слишком рано на эпизодические и характерные роли, – и всё ради дочери, ради семьи. Зрителям запомнились такие киноленты с участием Евгении Мельниковой, как «Дело было в Пенькове», «Школа мужества», «Аттестат зрелости», «Снежная королева», «Коллеги», «Бриллиантовая рука».
