Родилась 18 марта 1923 г. в Литве в семье рабочего. В четырнадцать лет устроилась на конфетную фабрику «Avanti». Летом 1941 года, после начала Великой Отечественной войны, вместе с другими литовскими комсомольцами Марите была эвакуирована в город Тюмень, где работала на заводе «Механик».
В июне 1942 года добровольцем ушла на фронт. Прошла подготовку в школе диверсантов в Балахне, и с мая 1943 года работала в тылу врага секретарем Зарасайского подпольного уездного комитета комсомола Литвы. Участвовала в организации и боевых действиях партизанского отряда на временно оккупированных территориях Белоруссии и Литвы.
Партизаны пускали под откос вражеские поезда с военной техникой, взрывали склады, совершали налеты на гарнизоны противника, жгли поместья и хозяйства, захваченные гитлеровскими колонистами. Марите была в отряде самым активным бойцом. Участвовала в диверсиях, ходила в разведку, вела большую работу среди жителей.
Летом 1943 года Мельникайте направили во главе группы партизан на выполнение важного задания. В лесу они наткнулись на карательный отряд. Во время неравного боя Марите была ранена и захвачена в плен. Храбрая девушка не выдала месторасположение отряда. Ее казнили 13 июля 1943 года на площади села Дукштас.
Похоронена на берегу озера Зарасай близ одноименного города. В постсоветское время памятник Марите Мельникайте, установленный в 1955 году, перенесен в парк Грутас как «наследие советского прошлого».
За образцовое выполнение боевых заданий командования в тылу врага Указом Президиума Верховного Совета СССР от 22 марта 1944 года Марии Иозовне Мельникайте посмертно присвоено звание Героя Советского союза.
Одна из главных улиц Тюмени носит имя Марите Мельникайте. На углу улиц Республики и Мельникайте установлен горельеф. Также, на площади у бывшего завода «Механик», ныне «Станкостроительного завода» установлен памятный знак.