En 1996, Mélanie Thiébaut, nommée chef adjoint à l’Orchestre Symphonique de Mulhouse, fait de nombreux concerts à la Filature, dirige le Concours International de Cuivres de Guebwiller (1997) et fait l’ouverture du Festival de la Médina de Tunis (ville jumelée avec Mulhouse).

De 1998 à 2006, elle a la responsabilité artistique des spectacles du Cadre Noir de Saumur et dirige leurs soirées de gala en Chine avec le Hong-Kong Philharmonic Orchestra, à Tokyo avec le Kanagawa Philharmonic Orchestra, à Paris Bercy avec Patrick Dupond, au Heysel à Bruxelles avec José Van Dam…

En 2000, Mélanie Thiébaut organise à Paris un concert parrainé par Jean-Claude Carrière et Danielle Mitterrand au profit des oeuvres éducatives du Dalaî Lama.
De 2000 à 2005, elle enseigne l’initiation à la direction d’orchestre au Conservatoire National de Région de Paris où elle monte entre autres L’Enfant et les Sortilèges de Maurice Ravel.

Depuis 2003, sa collaboration avec l’Orchestre Philharmonique de Liège lui permet de faire du grand répertoire tel Roméo et Juliette de Prokofiev, Pétrouchka de Stravinsky, Don Quichotte de Strauss…

En 2005, elle créé l'Orchestre Manifesto dont elle est directrice artistique et musicale.

Depuis 2006, elle fait régulièrement des Master classes au Conservatoire National Supérieur de Musique de Paris, dans la classe d’accompagnement chanteurs d’Erika Guiomar ainsi que des enregistrements avec l’Orchestre des Lauréats.

Mélanie Thiébaut est l’invitée régulière de l’Orchestre Philharmonique de Liège, l’Orchestre National de Lille, le Real Filharmonia de Galicia (Saint Jacques de Compostelle-Espagne), l’Orchestre Pasdeloup (Paris), l’Orchestre Colonne (Paris), l’Orchestre des Lauréats du CNSM (Paris), l’Ensemble Orchestral de Bruxelles, l’Orchestre Régional de la Réunion, la Camerata de Lausanne, le Sinfonietta de Lausanne (Suisse)…

Elle accompagne des solistes tels Cédric Tiberghien, Anne Queffelec (piano), Nemanya Radulovic, Olivier Charlier, Pierre Amoyal (violon), Maurice Bourgue (hautbois), Ruggero Raimondi, Térésa Berganza, José Van Dam, Wilhemina Fernandez (chant), Francis Orval (cor), Michel Portal (clarinette).

En 2019 elle dirige l'Orchestre National d'Euskadi pour la création du ballet Marie-Antoinette de Thierry Malandain.