Caroline Melzer überzeugt mit ihrem „klaren, großrahmigen Sonnensopran" (FAZ, Eleonore Büning) in einer
ungewöhnlichen Bandbreite an Repertoire, das sich von den großen Partien des lyrischen bis jugendlich-dramatischen
Fachs über Operetten-Diven bis zu für sie neu komponierten Werken spannt. Sie studierte Gesang bei Rudolf Piernay und Vera U. G. Scherr und Liedgestaltung bei Ulrich Eisenlohr und Irwin Gage.
Ihr erstes Festengagement führte die ausdrucksstarke Sängerin 2007 an die Komische Oper Berlin, wo sie zahlreiche
Partien wie Contessa, Fiordiligi, Mimì, Giulietta (Hoffmanns Erzählungen), Lisa (Pique Dame), Lisa (Das Land des Lächelns), Leonore in der Erstfassung des Fidelio und Cordelia in Aribert Reimanns Lear in der vielbeachteten Neuinszenierung von Hans Neuenfels verkörperte. Von 2010 bis 2017 war sie festes Ensemblemitglied der Volksoper Wien. Dort sang sie u.a. Rusalka, Micaela, die Titelpartie der Verkauften Braut, Donna Elvira, Liù und die Sieglinde im RING an einem Abend (Fassung von Loriot) sowie zuletzt die Titlepartie in Gräfin Mariza. Neben ihren Festengagements gastierte Caroline Melzer als Erste Dame an der Staatsoper Berlin, als Lustige Witwe beim Festival Savonlinna, Finnland und in Tokio, als Angel in Péter Eötvös’ Angels in America an der Neuen Oper Wien und im Müpa Budapest sowie beim Staatstheater Kassel als Bewaffnete in der Uraufführung von Felix Leuschners Einbruch mehrerer Dunkelheiten. Beim Münchner Kammerorchester war sie 2022 mit Werken von Schönberg und Zemlinsky zu Gast. Nach der erfolgreichen Uraufführung von Michael Wertmüllers D • I • E bei der Ruhrtriennale 2021 kehrte sie 2022 mit der Produktion Ich geh unter lauter Schatten dorthin zurück. Es folgten in Freiburg Rollendebüts als Agathe in Der Freischütz, Marie in Wozzeck, Fremde Fürstin in Rusalka.
2024/25 steht ihr Hausdebüt an der Staatsoper Stuttgart in Florentina Holzingers Produktion Sancta an, die auf Hindemiths Sancta Susanna basiert. Kammermusikalisch kann man Caroline Melzer beim Kronberg Festival und in Galway erleben. Ihre besondere Leidenschaft gilt der zeitgenössischen Musik. Von großer Bedeutung sind für sie die Zusammenarbeit mit Aribert Reimann, der einen Liedzyklus (Rilke-Fragmente) und die Szene der Stella (Goethe) für sie vertonte, und mit Manfred Trojahn (Zwetajewa- und Nietzsche-Lieder) sowie die Begegnung mit Wolfgang Rihm anlässlich der Uraufführung der Zwetajewa-Lieder und zuletzt der Nossack Lieder in der Elbphilharmonie Hamburg. Zudem brachte sie Werke von Enno Poppe, Emanuele Casale, Seán Doherty, Deirdre Gribbin, Stefan Heucke, Bernhard Lang, Jüri Reinvere, Vladimir Tarnopolski, Steffen Schleiermacher und Kate Whitley zur Uraufführung und arbeitet regelmäßig mit dem Pianisten Axel Bauni, dem Ensemble intercontemporain, dem Ensemble Modern, dem Klangforum Wien und dem Ensemble Musikfabrik.
Mit großem Engagement widmet sie sich auch dem Vokalwerk György Kurtágs: Neben den Kafka Fragmenten, die sie
gemeinsam mit der Geigerin Nurit Stark auf die Bühne bringt – eine 2015 beim Label BIS erschienene CD wurde mit dem Preis der Deutschen Schallplattenkritik ausgezeichnet – hat sie viele seiner kammermusikalischen Werke mit Stimme aufgeführt.
Im Rahmen ihrer Tätigkeit als Lied- und Konzertsängerin war Caroline Melzer in renommierten Sälen wie der Suntory Hall Tokio, Philharmonie Berlin, dem Konzerthaus Berlin, dem Wiener Konzerthaus, dem Musikverein Wien, dem Concertgebouw Amsterdam, der Konzerthalle Tongyeong, dem Auditorium Grafenegg, dem Kunstzentrum deSingel Antwerpen, der Cité de la Musique Paris, der Kölner Philharmonie, der Tonhalle Zürich, der Philharmonie Essen, dem Konzerthaus Dortmund, deDoelen Rotterdam, Tschaikowsky Konservatorium Moskau, der Town Hall Birmingham und der Liederhalle Stuttgart zu Gast. Bei Naxos wurde im April 2022 die Gesamtaufnahme der Schumann-Lieder abgeschlossen, bei der sie auf zwei CDs vertreten ist. Caroline Melzer arbeitete mit Dirigenten wie Frieder Bernius, André de Ridder, Péter Eötvös, Titus Engel, Alfred Eschwé, Konrad Junghänel, Patrick Lange, Friedemann Layer, Christoph Poppen, Helmuth Rilling, François-Xavier Roth, Peter Rundel, Michael Sanderling, Stefan Soltesz und Jac van Steen.
Caroline Melzer unterrichtet Gesang an den Hochschulen in Mannheim und Zürich.