Выдающийся учёный в области строительной механики и теории металлоконструкций. Академик АН СССР с 1979 г.
С 1942 г. управляющий московским отделением, заместитель директора, главный инженер Государственной союзной проектной конторы "Стальконструкция".
С 1944 г. и до конца своих дней - директор треста "Проектстальконструкция" (в наши дни - ЗАО ЦНИИПСК им. Н.П. Мельникова).
Автор более 130 конструкторских работ в области цветной и чёрной металлургии, атомной промышленности, энергетики, машиностроения, нефтяной и химической промышленности, судостроения, транспорта, космической и околоземной связи и др. Принимал участие в создании первого в стране атомного реактора, занимался разработкой стальных конструкций атомных реакторов на многих электростанциях. Под его руководством создана методика расчёта стальных конструкций доменных цехов. Разработаны технология и режимы выполнения стыковых сварных швов толстых листов кожухов доменных конструкций. Под его руководством велись работы по созданию новых марок сталей повышенной и высокой прочности. Среди других работ: конструкции Серпуховского и Дубненского ускорителей, аэродинамические трубы ЦАГИ и ЦИАМ, антенные сооружения и радиотелескопы, кислородно-конверторные цеха, пролетные строения мостов, конструкция дюкера под рекой Москвой и др.
Лауреат трёх Сталинских премий (1949, 1950, 1951), Ленинской премии (1975), Государственной премии СССР (1969). Награждён орденами и медалями.
Скончался Н.П. Мельников 20 июня 1982 года, похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище (10 участок, 1 ряд), рядом с ним похоронена супруга
Невзорова Татьяна Петровна (1910-1999).
