Мелеуз основан во второй половине XVIII века как торговое село на Оренбургском тракте. Условной датой основания местными краеведами считается 1766 год, но только во второй половине XIX века Мелеуз превращается в село. С 1863 года село, волостной центр.
Соборная мечеть г. Мелеуз, построена в 1907 годуВолна Октябрьской революции быстро докатилась до села. В конце 1917 года здесь был образован волостной революционный комитет, в состав которого вошли прибывшие с фронта большевики и местные рабочие.
После окончания Гражданской войны трудящиеся приступили к восстановлению народного хозяйства. В 1939 году село преобразовано в рабочий посёлок, в этом же году начал работать завод по производству сухого молока.
В послевоенные годы было завершено строительство железной дороги от Ишимбая до Кумертау (1947), вошли в строй действующих деревообрабатывающий комбинат (1952), кирпичный завод (1954), завод железобетонных конструкций (1957).
6 августа 1958 года рабочий посёлок Мелеуз стал городом районного подчинения. В 1960 году вошёл в строй сахарный завод. Начало строительства в 1973 году крупного современного предприятия — химического завода, явилось знаменательным событием в истории города, который стал бурно развиваться, превращаясь в индустриальный. Указом Президиума Верховного Совета РСФСР от 24 марта 1977 года Мелеуз был отнесён к категории городов республиканского (АССР) подчинения.
