Мелани родилась 17 июля 1981 года во Франции, в городе Сен-Жермен-ан-Ле. Необычная внешность девочки привела ее на модельный подиум уже в школьные годы. Мелани снималась в рекламе, участвовала в показах мод и фотосессиях.
В кино миловидная француженка дебютировала уже в 15 лет, появившись в небольшой роли в телекомедии «Американский» (1996). В 16 лет девушка сыграла в еще двух французских лентах «Parisien tête de chien» (1997) и «Хорошо воспитанные люди» (1997).
А в 17 лет для юной актрисы настал звездный час. Знаменитый итальянский режиссер Джузеппе Торнаторе утвердил ее на роль в своей новой ленте «Легенда о пианисте» (1998). Драма рассказывает о мальчике, который был найден в коробке из-под лимонов в первый день 20-го столетия на пароходе «Вирджиния». Он так и вырос на этом громадном океанском лайнере, курсирующем между Америкой и Европой, ни разу не сойдя на берег.
Герой научился играть на рояле и стал настоящим виртуозом. Развлекая своей игрой публику корабля, он встречает однажды прекрасную Девушку. Ее-то и сыграла 17-летняя Мелани. Лента имела фестивальный успех, в частности, удостоилась премии «Золотой глобус», награды Европейской киноакадемии и премии «Давид ди Донателло».
Так француженка громко заявила о себе европейскому кинематографическому бомонду. Следом после триумфа актриса исполнила роль Эсмеральды во французской криминальной комедии «Квазимодо» (1999).
В 19 лет Мелани вновь снялась у итальянского режиссера – на этот раз у Рикки Тоньяцци в его драме «Закон противоположностей» (2000). Мелани воплотила образ талантливой молодой пианистки Софии Леви, в которую влюблен виртуозный скрипач. Их любовь разворачивается в преддверии Второй Мировой войны. В этой ленте Мелани сыграла в откровенном актерском дуэте с британским актером Гансом Мэтисоном.
Следом 20-летняя актриса снялась у себя на родине в летней комедии «15 августа» (2001) о мужьях и женах, курьезно отдыхающих в отпусках. Затем актриса появилась в еще одной комедии – «Жожо-картошка» (2002). В 2003-ем году Мелани впервые сыграла в британском фильме – в историческом мини-сериале Джо Райта «Последний король».
В 2008-ом Тьерри исполнила очередную роль, прославившую ее среди мирового зрителя. Она сыграла главную героиню в фильме Матье Кассовица «Вавилон Н.Э.» вместе со всемирно знаменитыми актерами Вином Дизелем и Мишель Йео. Фантастический боевик рассказывает о крутом наемнике Туропе, который получает предложение от главаря мафии доставить из Восточной Европы в Нью-Йорк загадочную девушку Аврору (ее и сыграла Мелани). Вскоре становится ясно, что на нее идет настоящая охота, возглавляемая могущественным религиозным орденом, и наемник начинает защищать свою прелестную подопечную.
Еще одной успешной работой Тьерри стала роль Наоми в фильме Жерома Салля о сироте, который получает огромное наследство, «Ларго Винч: Начало» (2008).
В том же году 26-летняя актриса стала мамой – 24 мая 2008-ого она родила сына в гражданском браке с Рафаэлем Хароше.
Несмотря на успех в других европейских странах, Тьерри по большей части снимается во французских лентах. В 2011 году она стала главной героиней ленты знаменитого французского режиссера авторского кино Андре Тешине «Неоконченный роман». В этом триллере актриса играет дочь писателя, исчезнувшую при загадочных обстоятельствах. Также популярны во Франции такие фильмы с Тьерри, как «Принцесса де Монпансье», «Ради женщины», «Другая жизнь Ришара Кемпа», «Я стану лучше».
