מלייס החל את דרכו כקוסם, מומחה באשליות, והפך למנהל תיאטרון ב-1888. ב-1896 הוא צילם במקרה כרכרה ציבורית שהופכת לעגלת קברן עקב חשיפה כפולה על גבי סרט הצילום. לראשונה, הוא הבין את כוחה של האשליה לאחר שהסרט המוקרן מציג את החיים הופכים למוות. משם החל לבנות קולנוע המבוסס על פעלולים ואשליה.
מלייס נחשב לאחד ממובילי הנרטיב הטכני ולמוביל של התפתחויות רבות בקולנוע המוקדם. נחשב כממציא של אפקטים מיוחדים בקולנוע. גילה את הטריק של "טיים לאפס", השתמש בצילום אובייקט וחיתוכו כאשר הוזז ממקומו, גילה את הג'אמפ קאט, היה אחד מהראשונים שהשתמש בסרטיו בחשיפות מרובות (אפקט "ההכפלה" של דמויות), אפקט הדיזולב (התמוססות תמונה אחת לתמונה אחרת), השתמש באפקט הקרנה אחורית (מסך כחול מודרני), וצבע בצבע את סרטיו (ידנית על הפילם). בשל יכולתו לכאורה לתפעל ולשנות את המציאות בצילום, היה מכונה לעיתים "צלם קוסם" (Cinemagician).
מלייס נולד בפריז. למשפחתו הייתה חברה לייצור נעליים. היו לו שני אחים מבוגרים, אנרי וגאסטון. לפני עבודתו בתעשיית הסרטים, הוא היה קוסם בתיאטרון רובר-אודן.
בשנת 1895 החל להתעניין בצילום, לאחר שראה הדגמה של מצלמת האחים לומייר. בשנת 1897 הוא הקים סטודיו על גג בניין במונטריי, פריז. בין 1896 ל-1914 הוא ביים 531 סרטים שאורכם נע בין דקה לארבעים דקות. פעמים רבות עסקו סרטים אלו בדבר-מה בלתי אפשרי, פנטזיות ומדע בדיוני. סרטיו כללו "טריקים" ואירועים בלתי אפשרים, כגון חפצים נעלמים, שינוי גודל אדם לגמד או ענק, ראש מדבר ללא גוף ועוד. סרטים אלה, שהיו הראשונים בעלי אפקטים מיוחדים, היו ברובם נטולי עלילה.
סרטיו המוקדמים היו מורכבים ברובם באפקטים ממצלמה אחת. לדוגמה, לאחר ניסויים עם חשיפה כפולה, יצר מלייס את סרטו "להקה של אדם אחד", בו הוא גילם שבע דמויות שונות בו זמנית.
הסרט המפורסם ביותר שלו הוא "מסע אל הירח" (1902), שבו השתתפה אשתו ז'אן ד'לסי. הסרט כולל סצנה ובה חללית חגה מסביב לירח ופוגעת בעינו של איש הירח. עוד סרט מפורסם הוא "המסע הבלתי אפשרי" (1904). שניהם סרטי מסע מסוגת מדע בדיוני, ונחשבים לחלק חשוב בתולדות יצירת סרטי המדע הבדיוני. מלייס יצר בנוסף גם סרטי אימה, כגון סרטו "בית השטן" (1896). ההדפסה של הסרט אף נרכשה על ידי תומאס אדיסון, ששכפל את הסרט והפיץ אותו בארצות הברית, שם הוא זכה להצלחה רבה. בשנת 1899 צילם מלייס סרט המתאר את פרשת דרייפוס, שהייתה לאחת הפרשיות הפוליטיות הראשונות שתועדו במסרטה. מליס היה ידוע כאוהד דרייפוס. בעת הקרנת הסרט פרצו עימותים עם תומכי הרשעתו, ולבסוף אסרה המשטרה את הקרנת סיומו מעורר המחלוקת.
ב-1913חברת הסרטים של מלייס פשטה רגל ונקנתה בתהליך של כינוס נכסים על ידי אולפניםצרפתיים ואמריקאיים גדולים. בזמן מלחמת העולם הראשונה נלקחו על ידי הצבאהצרפתי כ-500 מסרטיו, חלקם הושמדו ואחרים מוחזרו ונוצרו על גביהם סרטים חדשים. כתוצאה מכך רבים מסרטיו לא נשמרו. אחד מהם, סרטו הקצר "קלאופטרה" מ-1899, התגלה בפריז רק בשנת 2005.
לאחר פשיטת הרגל, הפך מלייס למוכר צעצועים בתחנת מונפרנס. בשנת 1932 הוענק לו "אות לגיון הכבוד", אשר הוגש לו על ידי לואי לומייר. מלייס מת בפריז ונקבר בבית הקברות "פר לשז".
הסרט "הוגו", שיצא לאקרנים ב-2011, ואשר מבוסס על הנובלה "התגלית של הוגו קברה" מאת בריאן סלזניק, מבוסס על חייו ופועלו של מלייס.
אפקטים מיוחדים בהם השתמש מלייס
הקפאת תמונה, הפסקת הצילום ביצוע הפעולה המשנה את הפריים המשך הצילום
יצא לאקרנים בשנת 1902, ונחשב לסרט המדע הבדיוני הראשון. בסרט השתמש מלייס ב"מסך שחור" - צילום נוסף שמתבצע על רקע המסך, היוצר אשליה של שני צילומים שקורים בו זמנית. בסרט הוא מדלג על חלל בלתי רצוי וזמן בלתי רצוי ובכך יוצר סיפור, תוך עריכה פרימיטיבית, כל שוט באורך של דקה, והעמדה תיאטרלית. בסרט שיחקו שחקנים שהכיר מעבודתו כמנהל תיאטרון.