Elle est saluée par la critique pour son interprétation de Ray Eddy dans le filmFrozen River en 2008, ce qui lui vaut plusieurs nominations et récompenses, notamment une nomination à unAcademy Award de la meilleure actrice. Dès 2010, elle remporte plusieurs prix pour son rôle d'Alice Eklund-Ward dans le filmThe Fighter,dont un Golden Globe, un SAG, et l'Academy Award de la meilleure actrice dans un second rôle[source secondaire souhaitée].
Melissa Leo commence sa carrière d'actrice en 1984 après ses études à l'université de New York, avec la sérieLa Force du destin, dans le rôle de Linda Warner (Julia Roberts était pressentie pour incarner ce personnage[1]) qui lui permet d'obtenir une nomination auDaytime Emmy Awards dans la catégoriemeilleure actrice dans une série dramatique.
Par la suite, elle enchaîne les seconds rôles au cinéma et à la télévision, mais ce n'est qu'en 1993 qu'elle obtient son premier rôle important : celui de Kay Howard dans la série téléviséeHomicide, rôle qu'elle tient jusqu'en 1997 et qu'elle reprend en 2000 pour le téléfilmHomicide: The Movie.
En 2008, Melissa Leo obtient la consécration avec un rôle principal dansFrozen River, celle d'une femme embarquée malgré elle dans une opération d'immigration clandestine. Sa prestation lui vaut de multiples récompenses et une nomination à l'Oscar de la meilleure actrice en 2009.
