Мельник закончил лётный курс в конце 60-х гг. В 1968г прошёл курс оперативной тренировки (КААМ) на "Урагане", затем летал на "Скайхоках". В октябре 1970г перешёл на "Фантомы". В ходе войны 1973г сбил на "Фантоме" 4 самолёта сам и ещё один поделил с Ашер Сниром.

В ноябре 1975г стал заместителем командира эскадрильи "Скайхоков", а в июне 1976г вместе с ещё 4 лётчиками вылетел в США для изучения F-15. С тех пор он летает на F-15. Вначале он был вторым замкомэска, потом первым замкомэска, а с мая 1981г - комэск F-15.

В июне 1981г он участвовал в операции "Опера", был ведущим шести F-15, прикрывавших ударные F-16.

27 июня 1979 Мельник сбил на F-15 сирийский МиГ-21, став первым в мире лётчиком, сбившим противника на F-15.

В ноябре 1992г Мельник ушёл из кадровой армии и продолжал летать на F-15 как резервист.

За 38 лет полётов Мельник налетал более 6,500 часов, в том числе более 1,500 на F-15. На его счету 9.5 побед в воздушных боях.

 В конце октября 2003г  генерал-майор Моше Мельник прекратил летать. Свой прощальный полёт он выполнил на F-15 номер 646 - одном из четырех первых F-15, прибывших в Израиль 10 декабря 1976. Вскоре этот самолёт был  снят с полётов из-за старения.