После окончания военной авиационной школы служил в составе 46 запасного авиаполка.

В феврале 1944г. прибыл в состав 17 ночного бомбардировочного авиаполка. Командир полка- подполковник Боровков Николай Андрианович.

На вооружении полк имел самолеты У-2. В 1944г. велась подготовка к Оршанско-Витебской операции.

30 апреля, выполняя тренировочный полет на самолете №3270, Петр Никифорович не рассчитал угол захода на посадку, при заходе на второй круг, мотор самолета отказал. Самолет врезался в землю и разбился. Экипаж остался невредим.

В ночь на 02 июня 1944г. младший лейтенант Мельник выполнил первый боевой вылет. Провел разведку дороги Богушевск- Сенно с попутной бомбардировкой войск противника. Следующей ночью произвел вылет по тому же маршруту.

В ночь на 07 июня экипаж самолета У-2 №2706: летчик младший лейтенант Мельник и штурман лейтенант Соловьев Михаил Георгиевич- выполнял разведку в районе Толочин- Орша. Одну фугасную авиабомбу ФАБ-50 сбросил на шоссе у станции Стайки. Оставшиеся бомбы экипаж решил сбросить на зенитные батареи противника в районе с.Бабиновичи. На маршруте к селу экипаж был атакован истребителем Ю-88 (Юнкерс). Зайдя сзади-снизу, он дал очередь из пушек. Трасса прошла выше У-2. Петр Никифорович сбросил газ, чтобы потерять высоту, но следующая очередь попала в самолет. Снаряд попал в пол между летчиком и штурманом, перебив трубу управления. Осколки снаряда тяжело ранили штурмана. Более 10 осколков попали в пилота, который, истекая кровью, продолжал снижением уходить от истребителя. С земли открыли огонь зенитные батареи противника, из-за чего истребитель прекратил преследовать У-2. Маневрируя в разрывах зенитных снарядов, экипаж заметил, что по дороге на Елисеевку движутся несколько немецких автомашин. Пролетая над ними, сбросили оставшиеся бомбы. Когда экипаж перетянул линию фронта, штурман предложил ему совершить посадку, опасаясь, что самолет может загореться. Но летчик, зная о ранах штурмана, решил продолжать полет.  Без помощи отказавших элеронов сумел успешно приземлиться на свой аэродром.

Уже на следующую ночь Петр Никифорович, избавившись от осколков, еще в бинтах, полетел на выполнение очередного задания.

К 14 июня совершил 10 боевых вылетов. Был представлен к ордену Славы III степени. Приказ о награждении от 17 июня 1944г. 

В 1944г. полк участвовал в Оршанско-Витебской, Вильнюсской и Каунасской операциях, бомбардировал позиции противника в Восточной Пруссии.

К концу января 1945г. старший летчик лейтенант Мельник совершил 136 боевых вылетов. Был представлен к ордену Красного Знамени, приказом от 22 февраля 1945г. был награжден орденом Отечественной войны I степени.

В 1945г. полк участвовал в разгроме Восточно-Прусской группировки противника, бомбардировал гарнизон Кенигсберга.

26 января полк перебазировался с аэродрома Наудишки на аэродром Замолен, в 10км. северо-западнее Гумбинен.

В апреле бомбардировал военно-промышленные объекты противника в порту Пиллау.

В последние недели войны полк бомбардировал войска противника на Земландском полуострове и косе Фрише-Нерунг (Вислинская коса). 

Полк базировался на аэродроме Шромбенен. 08 мая перебазировался на аэродром Робиттен в 20км. юго-восточнее г.Эльбинг.

За время войны лейтенант Мельник произвел 295 боевых вылета. Приказом от 30 мая 1945г. был награжден орденом Красного Знамени.

Награжден медалями «За взятие Кенигсберга», «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.».

В 1948г. награжден медалью «30 лет Советской Армии и Флота».

За долголетнюю и безупречную службу в 1951г. был награжден медалью «за боевые заслуги».

Старший лейтенант Мельник погиб 09 марта 1953г.