6 марта 1944 года рота Мельникова, прорвав вражескую оборону, вышла к реке Горный Тикич и захватила переправу через неё, после чего успешно удержала её до подхода основных сил, отразив три контратаки противника. 7 марта в бою за станцию ПоташМаньковского районаЧеркасской областиУкраинской ССР рота заставила отступить противника, который бросил около 500 танков, 1000 автомобилей, 350 артиллерийских орудий, большое количество складов. 8 марта в бою на подступах к Умани танкисты Мельникова уничтожили 3 БТР и 2 противотанковых орудия. В ночь с 9 на 10 марта 1944 года в боях на улицах Умани Мельников лично уничтожил 2 танка и 1 самоходную артиллерийскую установку противника. 11 марта 1944 года в бою у деревни Берёзовка танк Мельникова был подбит, однако танкист остался в горящем танке. Продолжая вести огонь, он уничтожил 1 танк, 3 артиллерийских орудия и большое количество солдат и офицеров противника, но и сам погиб. Похоронен в селе ТерновкаБершадского районаВинницкой областиУкраины[1].
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 13 сентября 1944 года за «мужество, отвагу и героизм, проявленные в борьбе с немецкими захватчиками» гвардии старший лейтенант Виктор Мельников посмертно был удостоен высокого звания Героя Советского Союза. Также посмертно был награждён орденом Ленина[1].
Герои Советского Союза: Краткий биографический словарь / Пред. ред. коллегии И. Н. Шкадов. — М.: Воениздат, 1988. — Т. 2 /Любов — Ящук/. — 863 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-203-00536-2.
Мельников, Виктор Иванович // Золотые Звёзды : Книга о дважды Героях и Героях Советского Союза, уроженцах Днепропетровщины / сост. Н. С. Головин, В. Н. Петрищева ; при участии Ф. А. Матюшко, А. И. Посаднев ; ред. М. А. Штейн. — Днепропетровск : Промiнь, 1967. — С. 258—261. — 432 с. — (Герои Советского Союза).
Мельников, Виктор Иванович // И генерал, и рядовой… : Очерки о Героях Советского Союза, уроженцах Днепропетровской области / Н. И. Воробьёв, С. А. Герасименко, В. Л. Головко и др. ; сост. А. Ф. Снитко ; ред. Г. В. Николенко, К. К. Чернышев. — Днепропетровск : Промiнь, 1983. — С. 332—334. — 567 с. — (Герои Советского Союза).