Екатерина Мельникова родилась в Москве в 1966 году. Обучалась в Центральной музыкальной школе при Московской консерватории. С отличием окончила Московскую государственную консерваторию имени П. И. Чайковского по специальностям «орган» и «музыковедение», затем ассистентуру-стажировку консерватории как органистка. В 1996 году стажировалась в Цюрихе на мастер-классах Жана Гийю. В 1996–1998 гг. совершенствовала мастерство в аспирантуре Королевской академии музыки в Лондоне, где в числе ее наставников были Николас Дэнби, Джиллиан Уир, Наджи Хаким. По окончании курса получила диплом с отличием и премию по импровизации.
Лауреат международного конкурса «Концертино Прага» (I премия) и I Международного конкурса органистов имени Микаэла Таривердиева в Калининграде (III премия и специальный приз).
Ведет активную концертную деятельность с 1989 года. Выступала в ведущих залах Москвы (Концертный зал имени П. И. Чайковского, залы консерватории и Дома музыки, Российский национальный музей музыки, Римско-католический кафедральный собор Непорочного Зачатия Пресвятой Девы Марии), Большом зале Санкт-Петербургской филармонии, Кёльнском соборе, Соборе Парижской Богоматери, Базилике Святой Клотильды, Церкви Святой Троицы и Церкви Святого Евстафия в Париже, Вестминстерском соборе, Церкви Святого Мартина в полях и Соборе Святого Павла в Лондоне, Соборе Святого Олафа в Осло, Кафедральном соборе Турку и др.
Участвовала в международных фестивалях в России, Великобритании (в Лидсе, Сент-Олбансе, Уорикском замке, Большом органном фестивале в Вестминстерском соборе), Германии (в Любеке и Химмеродском аббатстве), «Аль Бустан» в Бейруте, Международном органном фестивале в Монако и др.
Выступала с Академическим симфоническим оркестром Московской филармонии, Большим симфоническим оркестром имени П. И. Чайковского, Камерным оркестром Московской консерватории, Ансамблем ударных инструментов Марка Пекарского, ансамблем солистов The Pocket Symphony под руководством Назара Кожухаря, «Терем-квартетом», камерным хором Vetrate di Voci, сотрудничала с дирижерами Владимиром Федосеевым, Владимиром Понькиным, Дмитрием Яблонским, Паоло Олми и другими.
В репертуаре Екатерины Мельниковой – произведения разных эпох и национальных школ от XVI века до современности, а также ее собственные композиции и транскрипции для органа. Артистка создала ряд экспериментальных программ, в которых звучание органа сочетается с классическими, этническими и электронными инструментами, используются театрализованные приемы, световые эффекты, видеоинсталляции, лазерное шоу и др.
Выпустила несколько сольных альбомов, записанных в соборах Москвы, Калининграда, Монако, Нидерландов, Финляндии. Проводила мастер-классы в России, Грузии, Великобритании, Ливане. Преподавала в Российской академии музыки имени Гнесиных.
