Mélissa Petitjean a accumulé des centaines de crédits dans le design sonore, le montage son et le mixage, mais aussi la prise de son et l’animation, pour le cinéma, la télévision et d’autres médiums. En 2018, elle a été nommée chevalier de l’Ordre national du mérite, sur proposition de Frédérique Bredin, Directrice du Centre national du cinéma et de l’image animée, pour son engagement et sa contribution remarquable au cinéma français.
Attirée par le métier d’ingénieure du son d’une part par sa formation de violoniste classique et d’autre part par sa passion pour les sciences, Mélissa Petitjean est diplômée en 2002 de La Fémis. Son premier emploi en tant que chef opérateure son sur un long métrage est arrivé peu après, avec BRODEUSES d’Éléonore Faucher, lauréate du Grand Prix 2004 à la Semaine de la Critique du Festival de Cannes. Depuis, elle a travaillé avec de nombreux réalisateurs et pour des programmes télévisés sur les chaînes ARTE, Disney+ et France 5, entre autres.
Mélissa Petitjean a remporté le César 2014 du meilleur son pour MICHAEL KOHLHAAS, la première de quatre collaborations avec le cinéaste Arnaud des Pallières, dont le film le plus récent, CAPTIVES, est sorti en 2024. Parmi les projets récents sur lesquels elle a travaillé, on peut citer : TONI, EN FAMILLE, le long métrage primé de Nathan Ambrosioni et SILVER DOLLAR ROAD, de Raoul Peck dont la première a eu lieu à la Berlinale. Elle a également collaboré avec Annie Ernaux, Prix Nobel de Littérature, pour LES ANNÉES SUPER 8, film que cette dernière a co-réalisé avec son fils David.
Par ailleurs, Mélissa Petitjean mixe régulièrement les versions françaises de grands films de cinéma et de télévision de tous genres, venus des États-Unis, d’Europe, de Corée, du Japon et d’ailleurs, tels que PARASITE de Bong Joon Ho, lauréat de quatre Oscars dont celui du meilleur film et de la Palme d’or à Cannes, la satire animée américaine SOUTH PARK, ou encore de multiples séries animées et de nombreuses émissions pour Netflix et HBO.
Mélissa Petitjean enseigne dans la filière son de La Fémis depuis 2007, ainsi qu’à l’Ecole Nationale Supérieure Louis Lumière, à La Cinéfabrique et à l’Ecole Supérieure des Arts Visuels de Marrakech depuis 2008.
En 2023, Mélissa Petitjean est devenue membre de l’Académie des Oscars.