1970 yılında Ankara’da doğdu. 1991 yılında A.Ü. Dil ve Tarih-Coğrafya Fakültesi, Türk Dili ve Edebiyatı Bölümünden mezun oldu. 1992 yılında aynı bölümün Eski Türk Dili Anabilim dalında araştırma görevlisi olarak göreve başladı. 1993 yılında, aynı üniversitede yüksek lisans programını, 1999 yılında da yine aynı bölümde doktora programını tamamladı. A.Ü. Dil ve Tarih-Coğrafya Fakültesi, Türk Dili ve Edebiyatı Bölümünün Eski Türk Dili Anabilim Dalında 2002 yılında Doçentlik unvanını aldı. 2008 yılında Profesörlük unvanını aldı. 2005-2006 yılında Çin/Pekin’deki Merkezi Milliyetler Üniversitesinin (The Central University For Nationalities) Uygur Dili ve Edebiyatı Bölümünde bir dönem için davetli konuk öğretim üyesi olarak bulundu. Ankara Üniversitesinde 2009-2012 yılları arasında Yunus Emre Enstitüsü Danışma Kurulu Üyeliği yaptı. 2006-2012 yılları arasında Türk Dil Kurumunda Güncel Türkçe Sözlük ve İmla Kurulunda çalışma grubu üyesi oldu. 2010-2012 yılları arasında Türk Dil Kurumu Başkan yardımcılığı görevini üstlendi. Prof. Özyetgin 2014 yılından itibaren UNESCO Türkiye Milli Komisyonu, Dünya Belleği İhtisas Komitesi Üyeliğini sürdürmektedir. 2013 yılından itibaren Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Türk Dili ve Edebiyatı Bölümünde öğretim üyesi olarak çalışmaktadır. Aynı üniversitede 2013-2019 yılları arasında Türk Dili Bölüm Başkanlığı görevini yürütmüştür.
Prof. Dr. A. Melek Özyetgin özellikle filolojik araştırmalarda son derece önemli olan dil, tarih ve kültür eksenini göz önünde tutarak araştırma-incelemeye dayalı, disiplinlerarası karşılaştırmalı çalışmalar yapmıştır. Yurtdışında ve yurtiçinde yayımlanmış elliye yakın makalesi, yayınlanmış on kitabı bulunmaktadır.
Evli ve bir çocuk sahibidir.