Nerea Melgosa se licenció en Sociología y Ciencias Políticas por la Universidad de Deusto y posteriormente cursó un máster en Recursos Humanos en la EADA de Barcelona, así como una especialización en Estudios de Mercado en la UNED y otra en cooperativismo en la Universidad de Deusto.

Ha sido concejal del Ayuntamiento de Vitoria entre 2007 y 2019, dirigiendo entre 2015 y 2019 el departamento de Políticas Sociales, Empleo y Desarrollo Económico Sostenible y el de Convivencia y Diversidad. Entre 2019 y 2020 fue directora de Igualdad y Derechos Humanos de la Diputación Foral de Álava y en 2020 se incorporó como asesora al Departamento de Igualdad, Justicia y Derechos Sociales del Gobierno Vasco. En febrero de 2023 fue nombrada consejera de ese departamento en sustitución de Beatriz Artolazabal, que dejó el puesto para encabezar la candidatura del PNV a la alcaldía de Vitoria en las elecciones municipales de mayo de 2023.