Происходил из рода Мелиссинов. Родился около 1045 года в городе Дорилее (Фригия). Его отец принадлежал к роду Бурцев, а мать — Мелиссинов[3][4] . В 1065/66 году женился на представительнице знатного рода Комнинов Евдокии, которая была дочерью доместика схол Иоанна Комнина[4][5][6]. Вскоре Никифор стал дукой Триадицы с титулом магистра[7][8].
В 1070 году в должности ипостратега (заместителя главнокомандующего) участвовал в военном походе во главе со своим шурином Мануилом Комнином против сельджуков в феме Армениакон. Византийцы потерпели сокрушительное поражение в битве при Севастии. Мелиссин вместе с Комнином попал в плен, но Мануил убедил военачальника, мамлюка Хризосковла, перейти на сторону империи. Поэтому Никифор Мелиссин вскоре вернулся в Константинополь. Вслед за этим в 1071—1076 годах был протопроедром и катепаном пограничной области на Балканах[8][9].
В 1077 году остался верен императору Михаилу VII во время восстания Никифора Вотаниата. В благодарность император назначил Мелиссина протопроедром и моностратегом фемы Анатолик. Но после победы Вотаниата, Никифора Мелиссина сослали на остров Кос[8][10].
В 1079 году он бежал в Малую Азию, где перетянул на свою сторону ряд городов, а также получил военную поддержку со стороны сельджуков. В начале 1080 года объявил себя императором. К осени того же года Мелиссин установил власть над западной и центральной частями Малой Азии. Для подавления мятежа император Никифор III отправил Алексея Комнина, но тот отказался выступать против шурина. Тогда против Мелиссина было отправлено войско во главе с евнухом Иоанном. В феврале 1081 года Никифор Мелиссин занял Никею, но вскоре оказался в окружении императорскими войсками. Он сумел отразить нападение и заставил противника отступить[11][12][13][14].
В марте 1081 занял город Хрисополь (на азиатском побережье Босфорского пролива). Здесь он узнал о начале восстания Алексея Комнина. Мелиссин предложил родственнику разделить империю[11][15], но Комнин отказался, предложив лишь титул цезаря. После некоторых размышлений Никифор Мелиссин согласился, сложив с себя титул императора[16][17]. В это время Никифор III направил посланцев к Мелиссина с предложением занять Константинополь и стать императором, однако они не достигли Хрисополя, поскольку были перехвачены Георгием Палеологом, верным союзником Комнина[18].
После восшествия на трон Алексея Комнина Мелиссин получил титул цезаря, должность стратега Фессалоники, а также все доходы от этого города пожизненно[18][19][20]. Вместе с тем в результате союза с сельджуками многие города в Ионии, Фригии, Галатии и Вифинии оказались в руках мусульман[21][22]. В октябре 1081 года Никифор Мелиссин участвовал в битве при Диррахии, где норманны нанесли византийцам сокрушительное поражение, однако смог спастись[18][23][24]. В 1083 году сыграл важную роль в битве при Ларисе. Облачившись в императорские одежды, Мелиссин встал в центре византийского войска, оттянув на себя основные силы итальянских норманнов, которые хотели захватить императора в плен. В это время настоящий император Алексей I нанёс внезапный удар с тыла и разбил вражеское войско[25].
С конца 1080-х годов воевал против печенегов. В 1087 году руководил левым флангом в битве при Дристре; византийцы потерпели поражение, а Мелиссин попал в плен. В том же году его выкупил император[23][26]. Весной 1091 года отправился в Энос набирать солдат из болгар и валахов, но опоздал на один день к решающей битве с печенегами при Левунионе[27]. В том же году участвовал в судебном заседании в Филиппополе, где рассматривалось обвинение, выдвинутое Адрианом Комнином против своего племянника протосеваста Иоанна Комнина (сын Исаака Комнина). Адриан обвинял его в заговоре с целью свержения императора Алексея I; в конце концов протосеваст Иоанн был оправдан[28][29].
В 1095 году вместе с Георгием Палеологом участвовал в отражении нападения половцев на центральную Болгарию. Умер 17 ноября 1104 года[23][30][31].
Nikolia, Dimitra.Nikephoros Melissenos (неопр.). Encyclopaedia of the Hellenic World, Asia Minor. Athens: Foundation of the Hellenic World (17 октября 2003). Дата обращения: 16 февраля 2012.
Varzos, Konstantinos (1984). Η Γενεαλογία των Κομνηνών [The Genealogy of the Komnenoi] (PDF) (in Greek). A. Thessaloniki: Centre for Byzantine Studies, University of Thessaloniki. OCLC 834784634.
Skoulatos, Basile. Les personnages byzantins de l'Alexiade: Analyse prosopographique et synthèse (фр.). — Louvain-la-Neuve and Louvain: Bureau du Recueil Collège Érasme and Éditions Nauwelaerts, Collège Erasme, 1980. — 373 p. — (Recueil de travaux d'histoire et de philologie).