Melika Foroutan wurde 1976 in Teheran, Iran, als Tochter einer Deutschen und eines Iraners geboren. Da ihr Vater sich für die Opposition gegen das Chomeini-Regime engagierte, musste die Familie 1982 flüchten. In Deutschland fanden sie in Boppard am Rhein ein neues Zuhause, wo die Mutter begann, eine Schauspielgruppe im lokalen Burgtheater zu leiten. So kam auch Melika Foroutan zu ersten Auftritten: "Ich bin da ziemlich früh in diverse kleine und große Rollen geschlüpft", erzählte sie 2016 dem Berliner Tagesspiegel, "Mein Vater hat Filmregie studiert. Ich wusste schon sehr früh, dass ich Schauspielerin werden möchte."

Trotz dieses Vorsatzes studierte Foroutan zunächst Philosophie, Englisch und Geschichte in Köln (1995-1998), bevor sie 1999 ein Schauspielstudium an der Berliner Universität der Künste begann. Nach ihrem Abschluss 2003 erhielt sie in der Spielzeit 2003/2004 ein Engagement am Schauspielhaus Leipzig, wo sie unter anderem in Shakespeares "Troilus und Cressida" und Ludwig Tiecks "Blaubart" mitwirkte.  

Danach konzentrierte Foroutan sich ganz auf die Arbeit vor der Kamera, vor allem in Fernsehproduktionen. Sie wirkte in einigen Folgen der Serie "Der Fürst und das Mädchen" (2005-2007) mit und hatte in dem viel diskutierten Psychodrama "Wut" (2006, Regie: Züli Aladag) eine Schlüsselrolle als Studentin und Geliebte des von August Zirner gespielten Familienvaters. Einem breiteren Fernsehpublikum wurde sie als Kriminalkommissarin Sylvia Henke in der hoch gelobten Krimiserie "KDD – Kriminaldauerdienst" (2007-2010) bekannt. Daneben sah man sie neben Mišel Matičević in der Hauptrolle der Frank-Schätzing-Verfilmung "Die dunkle Seite" (2008, TV).  

Auf der Kinoleinwand gehörte Foroutan zum Ensemble von Wim Wenders’ "Palermo Shooting" (DE/IT/FR 2008) und spielte in dem Sozialdrama "66/67 - Fairplay war Gestern" (2009) die Schwester eines Hooligans (Fahri Yardim) von Eintracht Braunschweig. Wolfgang Groos besetzte sie in dem erfolgreichen Kinderfilm "Vorstadtkrokodile 3 - Freunde für immer" (2010) in einem kleinen Part als Ärztin.

Eine tragende Rolle spielte Foroutan in dem TV-Zweiteiler "Der Mann mit dem Fagott" (2011), über das Leben des Schlagerstars Udo Jürgens, als Gattin von Jürgens’ Großvater Heinrich Bockelmann. Weitere wichtige Fernsehrollen hatte sie unter anderem als Ehefrau eines ehemaligen Stasi-Arztes in dem Psychodrama "Es ist nicht vorbei" (2011), als BKA-Beamtin in "Die Kronzeugin - Mord in den Bergen" (2011), als Staatsanwältin in Lars Beckers rauem Polizeidrama "Unter Feinden" (2013) und als Pariser Köchin, in die sich ein Literat verliebt, in Gregor Schnitzlers "Das Lächeln der Frauen" (2014). In der Kino-Actionkomödie "Die Mamba" (AT/DE 2014) hatte sie an der Seite von Michael Niavarani und Christoph Maria Herbst eine Hauptrolle als Agentin.

2015 wurde Melika Foroutan für ihre Verkörperung der psychisch angeschlagenen Kommissarin Louise Bonì in dem Fernsehkrimi "Begierde - Mord im Zeichen des Zen" (Regie: Brigitte Bertele) mit dem Hessischen Filmpreis ausgezeichnet. Für "Begierde - Jäger in der Nacht" (2016) schlüpfte sie noch einmal in diese Rolle; doch trotz positiver Kritiken wurde die ARD-Reihe nicht fortgeführt.

In Lars Beckers "Reich oder tot" (2017), einer Fortsetzung von "Unter Feinden", spielte sie erneut eine Staatsanwältin (bemerkenswerterweise jedoch mit anderem Rollennamen); auch in der Hauptrolle von "Wiener Blut" (AT 2019, Regie: Barbara Eder), einer Mischung aus Politthriller und ägyptisch-wienerischer Familiengeschichte, gab sie eine Staatsanwältin.

Eine Kino-Nebenrolle hatte Foroutan als Ehefrau eines Paläontologen in dem Kinderfilm "Fünf Freunde und das Tal der Dinosaurier" (2018). Viel Beachtung fand das Drama "Pari" (GR/FR/NL 2020), das im Panorama der Berlinale 2020 Premiere feierte. Darin spielte sie die Titelrolle einer Frau aus dem Iran, die in Athen nach ihrem dort studierenden, plötzlich verschwundenen Sohn sucht. Der Film erhielt hervorragende Kritiken und wurde nicht zuletzt für Foroutans intensive Leistung gelobt. Eine kleinere Rolle spielte sie im Ensemble von Karoline Herfurths Gesellschaftskomödie "Wunderschön" (2020).

2021 gehörte Melika Foroutan als diabolische Schurkin zur Hauptbesetzung der Netflix-Serie "Tribes of Europa", gefolgt von einer Hauptrolle in dem Flüchtlings- und Seenotretter-Drama "Mediterráneo" (ES/GR 2021).