Labienio, lugarteniente de César y autor de un informe citado en la Guerra de las Galias, situaba en las islas de Melun una aldea gala. En la época romana aparece Metlosedum o Melodunum. Está situada en un cruce de rutas terrestres y fluviales. En el siglo VI ya se la conoce por su nombre actual. El transporte por sirga (barcazas arrastradas por bestias), mencionado ya en 1178, constituyó el principal medio de transporte de personas y cosas hasta entrado el siglo XIX. Por esta ruta el trayecto a París duraba doce horas.
Los normandos la saqueron a fines del siglo IX.
En 1420 fue sitiada por los ingleses, que la rindieron por hambre.Aquí ganó la ciudad su divisa: Fida muris usque ad mures (fieles en los muros hasta las ratas), ya que hasta los roedores hubieron de comerse los defensores de la plaza.
En el siglo X los Capetos construyen un castillo ?iniciado por Roberto el Piadoso- que les sirvirá ocasionalmente de residencia hasta el Renacimiento. Su desmantelamiento se inició en 1696, para servir a la restauración del puente sobre el Sena. Pasó a propiedad municipal en 1737, y acabó de desmantelarse en 1833.
El priorato de San Salvador (en francés Saint-Saveur) se estableció a inicios del siglo XI. En los siglos del XIV al XVI se establecieron cinco monasterios en la ciudad.
El papel de Melun en el aprovisionamiento de harina a París se desarrollará desde la Edad Media hasta la moderna, así como su función de sede administrativa. Para la fabricación de harina su usaban molinos flotantes, barcos de fondo plano adaptados a la tarea. Otros molinos, fijos e instalados en las orillas o en los puentes, se dedicaban a lavaderos, pero fueron desapareciendo (el último en 1837) por entorpecer el tráfico. Los puentes sobre el Sena en melun han sido destruidos repetidamente por las guerras. Así en 1814, 1871 y 1940 lo fueron por los franceses para impedir el avance enemigo, en 1944 por los estadounidenses para entorpecer los movimientos de las tropas alemanas. En 1830 cayeron por las heladas. El puente Mariscal Leclerc fue inaugurado en 1950, sustituyendo a los puentes temporales que tendieron lo estadounidenses en 1944.
En 1847 llegó el ferrocarril: un estación en la línea de París a Lyon y Marsella; es el inicio del fin de la sirga, que persistirá, con importancia decreciente, hasta el primer tercio del XX. En 1910 se instalan industrias metálicas y farmacéuticas.
En 1860 la isla de Saint-Étienne toma su forma actual, al unirse la pequeña isla de Saint-Nicolas, situada al este.
En 1945 la Escuela Nacional de la Gendarmería se instaló en Melun.
