39-letni obecnie Melzer dotarł w 2010 roku do półfinału wielkoszlemowego French Open w singlu. W kwietniu 2011 roku zajmował ósme miejsce w światowym rankingu, najwyższe w karierze w grze pojedynczej.
Największe sukcesy odniósł jednak w deblu. Dwukrotnie triumfował w turniejach wielkoszlemowych, razem z Niemcem Philippem Petzschnerem.
W 2010 roku wygrali oni Wimbledon, a w kolejnym sezonie - US Open, gdy pokonali w finale Mariusza Fyrstenberga i Marcina Matkowskiego.
Ponadto w 2011 roku Austriak triumfował w grze mieszanej na Wimbledonie (z Czeszką Ivetą Benesovą).
Melzer wciąż jeszcze występuje w turniejach, ale planuje zakończyć zawodową karierę po styczniowym Australian Open. Jak poinformowano w poniedziałek, od lutego obejmie funkcję dyrektora sportowego w Austriackim Związku Tenisowym.