Γόνος γνωστής Ηπειρώτικης οικογένειας. Η οικογένειά του μετακόμισε στην Αθήνα. Ο Μελάς μεγαλωμένος με το όνειρο της ελεύθερης Βορείου Ελλάδος, δεν είχε άλλη επιλογή από το να γίνει αξιωματικός. Σπούδασε στη Σχολή Ευελπίδων και αποφοίτησε με τον βαθμό του ανθυπολοχαγού του πυροβολικού (1891). Υπήρξε δραστήριο μέλος της Εθνικής Εταιρείας και έλαβε μέρος στον άτυχο πόλεμο του 1897, ήταν διοικητής ουλαμού πεδινής πυροβολαρχίας και συμπολεμιστής του Πρίγκηπα Νικόλαου και του αντισυνταγματάρχη Ν. Ζορμπά

Ήδη ο αγώνας επικράτησης στην Μακεδονία είχε αρχίσει, ο Μελάς θα είναι από τους πρώτους αξιωματικούς που επίσημα η Ελλάς απέστειλε στην Μακεδονία για να οργανώσουν αντιστασιακές επαναστατικές ομάδες απέναντι στις Πανσλαβιστικές βλέψεις των Βουλγάρων και των άλλων Βαλκάνιων μνηστήρων. Ο Μελάς έλαβε το ψευδώνυμο Καπετάν Μίκης Ζέζας και ο τομέας του ήταν η Δυτική Μακεδονία, περιοχή Κορεστίων Καστοριάς, Βίτσι, Πρέσπες.

Το 1891 είχε παντρευτεί  την Ναταλία Δραγούμη, αδελφή του Ίωνα και κόρη του αξιοσέβαστου Στέφανου Δραγούμη, Μακεδόνα ευπατρίδη. Πλάι και μέσα στην οικογένεια των Δραγούμηδων ο Παύλος έγινε ένα δραστήριο μέλος του Μακεδονικού Κομιτάτου. Ο γαμπρός του, Ίωνας Δραγούμης (Τέκτων επίσης) διορίστηκε στο Προξενείο Μοναστηρίου και έτσι τον πληροφορούσε από πρώτο χέρι για τη δράση των Βουλγάρων κομιτατζήδων. Ο Μελάς ζούσε μέσα σε ένα κλίμα πατριωτικής έξαρσης για τα εθνικά δίκαια στη Μακεδονία.

Τον Ιούλιο του 1904 κι ενώ υπηρετούσε στη Σχολή Ευελπίδων, λαμβάνει 20ημερη άδεια και φεύγει για τη Μακεδονία. Έρχεται σε συνεννοήσεις με άλλους αγωνιστές (Πύρζας, Π. Κύρος, πρόξενος Λ. Κορομηλάς) και αποφασίζουν οριστικά για τη συγκρότηση πολεμικών απελευθερωτικών ομάδων το συντομότερο. Επιστρέφει στην Αθήνα και λαμβάνει 4μηνη άδεια και ξεκινά για την τελευταία μοιραία του εξόρμηση. Τον συνοδεύουν Κρήτες και Μακεδόνες μια ομάδα 35 ανδρών. Η άφιξη του Μελά στη Μακεδονία γίνεται γνωστή από τους Βουλγάρους και ο αρχικομιτατζής Μήτρος Βλάχος, προδίδει τη θέση του (Σιάτιστα), στους Τούρκους.

Έτσι άδοξα παγιδεύτηκε και σκοτώθηκε ο πρώτος Μακεδονομάχος ήρωας. Ο Γερμανός Καραβαγγέλης Μητροπολίτης Καστοριάς και μεγάλος αγωνιστής, ιερούργησε και έθαψε το σώμα του στο βυζαντινό ναό των Ταξιαρχών της Καστοριάς, όπου αργότερα πλάι του τάφηκε και η γυναίκα του Ναταλία. Ο θάνατος του Μελά συγκλόνισε την κοινή γνώμη. Ο Παύλος Μελάς έγινε μύθος και θρύλος στη συνείδηση των Ελλήνων. Έγινε ποίηση , μυθιστόρημα, ζωγραφικός πίνακας, έγινε σύμβολο του ευγενούς αγώνα. Στο βιβλίο της Ναταλίας Μελά με τίτλο “Παύλος Μελάς” περιλαμβάνεται η αλληλογραφία τους και πολλά βιογραφικά και στοιχεία της σύντομης ζωής του.