Né en 1958 à Paris, Gilbert Melki commence par suivre des cours d'art dramatique à la Comédie de Caen, Rome et termine à l'Atelier National de Blanche Salant à Paris. En 1992, Claude chabrol lui offre son 1er petit rôle dans Betty, puis en 1995 il décroche un rôle plus important dans Méditerranées de Philippe Bérenger, mais le film ne sort pas en salles.1997, c'est l'immense succès avec le film de Thomas Gilou La Vérité si je mens, où il incarne le rôle de Patrick Abitbol, homme d'affaires du Sentier. Il enchaîne les succès comme Grève-party de Fabien Onteniente. Mais il sait aussi changer de registre et endosse le rôle d'un mauvais flic dans Taule en 2000 ou encore celui de dealer dans Les Morsures de l'aube d'Antoine de Caunes. Il est ensuite l'amant de Nathalie Baye dans Vénus Beauté (institut) de Tonie Marshall et celui de Karin Viard dans Reines d'un jour de Marion Vernoux. Il retrouve par la suite Thomas Gilou pour Chili con carne et La vérité si je mens 2 ! qui remporte un nouveau triomphe.En 2001, il participe à la trilogie de Lucas Belvaux, tout d'abord dans Cavale, puis Un couple épatant et enfin Après la vie. Puis il devient l'ennemi de Daniel Auteuil dans Rencontre avec le dragon de Hélène Angel où il interprète Mespoulède, et joue aux côtés de Catherine Deneuve et Gérard Depardieu dans Les temps changent de André Téchiné.En 2005, il est à l'affiche de la comédie de et avec Valérie Lemercier, Palais Royal !, et en 2007 il fait les frais de l'amour passionnel d'Anna M, incarnée par Isabelle Carré avant de rejoindre le (joli) casting du polar Le dernier souffle d'Alain Corneau. Cette même année, il fait partie du casting de Cow boy avec Poelvoorde en tête d'affiche.En 2008, il joue dans Le tueur, le 1er film noir et angoissant de Cédric Anger, aux côtés de Mélanie Laurent. La même année, il tient le rôle principal de Made in Italy de Stéphane Giusti. La même année, on le retrouve dans Largo Winch 1 & 2, film adapté de la célèbre bande-dessinée de Jean Van Hamme et Francq.
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