Nipote degli attori David e Michael Troughton e cugino del giocatore di cricket Jim Troughton e dell'attore Sam Troughton, è inoltre il nipote dell’attore Patrick Troughton. Ha studiato alla scuola di teatro della Sue Nieto a nord-ovest di Londra e attualmente sta frequentando l'accademia di musica e di arte drammatica di Londra. È un membro del teatro nazionale della gioventù. Ha partecipato, insieme a Daniel Radcliffe, Emma Watson, Rupert Grint e altri attori, a cinque degli otto film della saga di Harry Potter.
Sebbene al tempo del primo film della saga fosse evidentemente in sovrappeso, e sebbene avesse già perso peso al tempo di Harry Potter e l'Ordine della Fenice, nell'ottobre 2009 fu annunciato che era talmente dimagrito da essere ora "irriconoscibile". Ciò nonostante ottenne nuovamente il ruolo per Harry Potter e i Doni della Morte - Parte 1, in cui recitò indossando una speciale tuta che lo faceva apparire più grasso. Lo stesso Melling si è espresso a riguardo, dicendosi lieto dei risultati ottenuti e della possibilità di iniziare una nuova carriera, poiché, ha dichiarato, "nessuno mi vede più come Dudley".[1]
Nelle versioni in italiano dei suoi film, Harry Melling è stato doppiato da:
Fabrizio De Flaviis in Harry Potter e la pietra filosofale , Harry Potter e la camera dei segreti, Harry Potter e l'Ordine della Fenice, Harry Potter e i Doni della Morte - Parte 1, Shoshana