מליסה בנויסט, בתם של הרופא ג'ים בנויסט ושל ג'וליה, נולדה ביוסטון שבטקסס וגדלה בדנוור שבקולורדו. הוריה התגרשו כשהייתה בת שלוש עשרה. הסבא רבא מצד אביה היה ממוצא צרפתי. יש לה שתי אחיות: ג'סיקה, סופרת, וכריסטינה, מדענית אקולוגית, וחמישה אחים למחצה מנישואיו השניים של אביה.
היא התחילה ללמוד שיעורי ריקוד בגיל שלוש, תוך התמקדות בג'אז, בלט וסטפס. כשהייתה בת ארבע, דודתה הכניסה אותה להצגה בכנסייה שביימה. לאחר מכן הצטרפה לתיאטרון ילדים קהילתי בעיר הולדתה.
במאי 2012 היא ניגשה לאודישן עבור "Glee" בניו יורק, כשהיא שרה שיר שונה בכל אחד מחמשת האודישנים. בין השירים היו: "Fidelity" של רגינה ספקטור, "King of Anything" של שרה ברליס, שיר של קולבי קאליי ומספר יצירות ממחזות זמר.[דרוש מקור] ביולי היו לה שני מבחני בד בקליפורניה בנוכחות יוצר ותסריטאי הסדרה ראיין מרפי, מנהלי הליהוק והמפיקים בפועל. מאחר שמנהלי ההפקה חיפשו שחקנית עבור התפקיד של מארלי במשך זמן מה, בנויסט קיבלה את התפקיד באופן מיידי.[דרוש מקור]
ב-2015 שיחקה בנויסט בסרט הקולנועי "דני קולינס". היא גילמה את דמותה של ג'יימי, פקידת קבלה במלון שבו מבקר בתכיפות אחד מכוכבי הרוק של כל הזמנים האהוב עליה. החל משנת 2015 בנויסט מגלמת את דמותה של גיבורת העלסופרגירל, בסדרת הפעולה-פנטזיה של רשת "The CW" הנושאת את אותו השם.[3]
בשנת 2012 בנויסט החלה לצאת עם השחקן בלייק ג'נר (שגילם את דמותו של ריידר ליין ב-"Glee"). השניים הודיעו על אירוסיהם ב-11 ביולי2013, והתחתנו במרץ 2015. בדצמבר 2016 נפרד הזוג, ובדצמבר 2017 התגרשו.
בנובמבר 2019 העלתה בנויסט לאינסטגרם סרטון בו סיפרה על התעללות פיזית ממושכת שעברה בידי בן זוגה לשעבר, אך לא חשפה את שמו. הפגיעות הפיזיות כללו גם אירוע, שהתרחש ב-2015 או 2016, והסתכם בשבר באף וקרע בקשתית שהשאירה פגיעה קבועה בעין.[8] באוקטובר 2020 בלייק ג'נר כתב פוסט ארוך באינסטגרם בו הוא מודה שהוא זה שפגע בבנויסט והתנצל על כך, תוך שהוא טוען שבמערכת היחסים ביניהם הייתה אלימות משני הצדדים.[9]