Особисте життя 31 серпня 2013 року Мельникова вийшла заміж за актора Артура Смольянінова. 27 жовтня 2015 року у них народився син, якого назвали на честь батька Артур Артурович Смольянінов. 7 грудня 2018 року народився другий син, Марк Артурович Смольянінов. 6 червня 2021 року актриса повідомила про розлучення з Артуром.

Після розлучення Дар'я Мельникова зізналася, що у них із Артуром був добрий шлюб, просто обставини так склалися, що вони більше не хочуть бути чоловіком та дружиною. Вони з екс-чоловіком підтримують одне одного і разом виховують дітей.

Дар'я МельниковаАртур Смольянінов / Дружина (у шлюбі з 2013 р. до 2021 р.)

30 років (9 лютого 1992 р.) Дар'я Мельникова / Вік