Сергей Петрович Мельничук родился 26 января 1972 года в поселке городского типа Черняхов Житомирской области (Украина).
В 1989-1994 годах получил высшее военно-техническое образование (радиоинженер).
В 1994-2004 годах служил в Вооруженных Силах Украины на должностях инженера службы ракетного вооружения, начальника отделения сборки снаряжения ракет, заместителем командира, командиром технической батареи, заместителем начальника дивизиона, старшим инженером групп.
В 2004 году в звании майора был уволен из ВС Украины по состоянию здоровья.
С 2007 года по 2008 год работал менеджером по снабжению, заместителем генерального директора по техническому обеспечению ОАО "ПлазмаТек".
С 2008 года занимал должность генерального директора ОАО "Материк-М".
С 2014 года Мельничук был командиром батальона "Айдар".
С ноября 2014 года — депутат Верховной рады Украины от Радикальной партии Олега Ляшко.
В феврале 2015 года Сергей Мельничук был исключен из фракции Радикальной партии Олега Ляшко "за действия, которые дискредитируют звание народного депутата Украины и за нарушение присяги народного депутата Украины".
3 июня 2015 года Верховная рада лишила Мельничука депутатской неприкосновенности и дала согласие на привлечение его к уголовной ответственности.
Основная статья, которую инкриминируют экс-командиру батальона "Айдар", — создание преступной организации. Суд удовлетворил в полном объеме ходатайство прокуратуры и избрал Мельничуку меру пресечения в виде залога.
В начале октября Генпрокуратура (ГП) Украины завершила досудебное расследование по делу в отношении Сергея Мельничука в совершении им в составе вооруженной банды разбойных нападений, похищении людей, завладении транспортным средством и применении насилия к работникам правоохранительных органов.
Обвинительный акт был передан в Шевченковский районный суд Киева.
Мельничук был зарегистрирован Киевской городской территориальной избирательной комиссией кандидатом в мэры столицы на местных выборах 25 октября 2015 года как самовыдвиженец.
В России Басманный суд Москвы еще в 2014 году выдал санкцию на заочный арест Мельничука.
21 марта 2016 года Донецкий суд Ростовской области пришел к выводу, что Сергей Мельничук являлся организатором убийства журналистов ВГТРК Игоря Корнелюка и Антона Волошина в Донбассе.
По словам судьи, летом 2014 года украинская военнослужащая Надежда Савченко вступила в сговор с Мельничуком для "нанесения огневых ударов по гражданским лицам, в том числе не участвующим в вооруженном противостоянии, с целью убийства".
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
