Melisa Sözen, 6 Temmuz 1985 tarihinde İstanbul'da doğmuştur. Barış adında bir erkek kardeşi vardır. İlkokula Ata Koleji'nde başladı, ancak Lütfü Banat okulundan mezun oldu. Ortaokulu Ata Koleji'nde okudu. Aynı zamanda Alev Baymur Bale Okulu'na devam etti. Sahneye ilk kez 14 yaşındayken "Yedi Kocalı Hürmüz" müzikalinde çıktı. Orada tanıştığı Nilgün Belgün ve Levent Özdilek ile de 1999 yılında "Kadınlar Kulübü" adlı ilk televizyon dizisinde oynadı. Pera Güzel Sanatlar Lisesi Tiyatro Bölümü'nü bitirdi.
Bu arada Levent Özdilek onu İrfan Tözüm'le, Tözüm de Çağan Irmak'la tanıştırır.
2001 yılında Çağan Irmak'ın çektiği "Bana Şans Dile" sinema filminin seçmelerine giderek seçilmiş ve böylece sinema dünyasına girmiştir. Birkaç sene sonra 2004 yılında Çağan Irmak'ın çektiği "Çemberimde Gül Oya" dizisi ile geniş kitlelerce tanınmıştır.

3-13 Mart 2005 tarihleri arasında gerçekleştirilen 16. Ankara Film Festivalinin sunuculuğunu yaptı. Burada Yönetmen Derviş Zaim'le tanıştı. Birkaç ay sonra Derviş Zaim onu "Cenneti Beklerken" adlı filmde oynattı.

Çeşitli tiyatro oyunları, film ve dizilerde görev aldı. 2008 yılının yaz sezonunda NTV'de "Dünyayı Kurtaran Kadın" isimli, çevre hakkında bilinçlendirmeye dayalı bir televizyon programı sundu. 2009 yılında Casus Kızlar Her Şey Nasıl Başladı? filminde Clover karakterini seslendirdi. 2011 yılında Reis adlı dizide oynadı. Muhteşem Yüzyıl adlı dizide Nora karakterini canlandırdı. 2013'te Şubat adlı dizide Yağmur ve Sabah karakterlerini canlandırmıştır.

Melisa Sözen ve Alican Yücesoy, TRT 1'de yayınlanan Şubat dizisinde iki sevgiliyi oynarken Dizi aşkı gerçeğe dönüşmüş ve çift temmuz ayında Roma'da bir otelde düzenlenen sade bir törenle dünya evine girdi.

Melisa Sözen, 31 Temmuz 2013 tarihinde tiyatro oyuncusu Alican Yücesoy ile evlendi. Evliliklerinin beşinci ayında boşanma kararı aldı.

Ödülleri:
2008 - İsmail Dümbüllü Ödülleri, En İyi Kadın TV Oyuncusu, Bıçak Sırtı
2010 - 4. Yeşilçam Ödülleri, En İyi Yardımcı Kadın Oyuncu, Av Mevsimi

Filmleri ve Dizileri :
2001 - Bana Şans Dile
2003 - Okul
2003 - Şarkılar Seni Söyler
2004 - Kayıp Aşklar
2004 - Çemberimde Gül Oya
2004 - O Şimdi Mahkum
2005 - Cenneti Beklerken
2005 - Deli Mavi / İşte Öyle Bir Şey
2006 - Eve Giden Yol 1914
2006 - Azap Yolu
2006 - Kabuslar Evi: Seni Beklerken
2007 - Bıçak Sırtı
2009 - Bir Bulut Olsam
2009 - Totally Spies: Casus Kızlar
2010 - Av Mevsimi
2010 - Güneydoğu'dan Öyküler Önce Vatan
2011 - Reis
2012 - Muhteşem Yüzyıl
2012 - Pazarları Hiç Sevmem
2012 - Şubat
2013 - Kış Uykusu