Meloni ha originiliguri (suo bisnonno Enrico proveniva daVelva, frazione diCastiglione Chiavarese)[3] da parte del padre, Charles Robert Meloni, efranco-canadese da parte della madre, Cecilie Chagnon. Nato aWashington, studiò alla St. Stephen's School e all'Università del Colorado a Boulder, dove iniziò a studiare recitazione, e dove si laureò nel 1983 in storia. Dopo la laurea, Meloni andò aNew York, dove continuò gli studi conSanford Meisner alla Neighborhood Playhouse.
Meloni lavorò nell'edilizia prima di cominciare a recitare.
Notevole successo ebbe la sua interpretazione delsociopaticobisessualeChris Keller nella serie televisivaOz. Il ruolo richiedeva baci passionali e palpeggiamenti con altri uomini, e frequenti scene di nudo, anche integrale. La crudezza del personaggio attira l'interesse della stampa e dei fan, specialmente della comunitàgay. Il creatore e produttore diLaw & OrderDick Wolf, impressionato dalla sua abilità recitativa, gli fece firmare un contratto per la serieLaw & Order - Unità vittime speciali, dove ha lavorato fino alladodicesima stagione.[4][5]
Nel 2012 partecipa ad alcuni episodi della quinta stagione della serie televisivaTrue Blood, nel ruolo del vampiroRoman Zimojic. Nel 2014 divenne protagonista della serie televisivaSurviving Jack, cancellata dopo una stagione. Tra il 2017 e il 2019, è stato il protagonista della serie televisivaHappy!, tratta dall'omonimo fumetto, in cui interpreta l'ex poliziotto Nick Sax.[6]
Il 30 marzo 2020 viene annunciato che tornerà a interpretare il detective Elliott Stabler, in un nuovospin-off delfranchiseLaw & Order[7], intitolatoLaw & Order: Organized Crime. Il 30 aprile 2020 è stato annunciato dallo sceneggiatoreWarren Leight che tornerà nellapremière della ventiduesima stagione diUnità vittime speciali. Il ritorno era inizialmente previsto per il finale della ventunesima stagione, ma a causa dello stop della produzione per lapandemia di COVID-19, il tutto è stato rinviato alla stagione successiva[8][9].
Meloni è sposato dal 1995 con la scenografa Sherman Williams. La coppia ha due figli, Sophia (2001) e Dante (2004).[10]Mariska Hargitay, collega inLaw & Order - Unità vittime speciali e amica fuori dal set, è la madrina della figlia.
Nelle versioni initaliano delle opere in cui ha recitato, Christopher Meloni è stato doppiato da:
Massimo Rossi inLaw & Order - Unità vittime speciali,Law & Order - Il verdetto,Wet Hot American Summer,True Blood,Wet Hot American Summer: First Day of Camp,Diario di una teenager,Io sono vendetta - I Am Wrath,Wet Hot American Summer: Ten Years Later,Happy!,Pose,The Handmaid's Tale,Law & Order: Organized Crime,Law & Order - I due volti della giustizia (ep. 22x01)
Massimo Lodolo inScuola di football,Bound - Torbido inganno,La rivoluzione di Charlie
Roberto Pedicini inOz (ep. 4x04-16, st. 5-6),L'uomo d'acciaio,Sin City - Una donna per cui uccidere
Fabrizio Temperini inOz (st. 2-3, ep. 4x01-3),42 - La vera storia di una leggenda americana
Angelo Maggi inLaw & Order - I due volti della giustizia (ep. 10x14, 10x15),White Bird