2017 Mielnikowa rozpoczęła kolejny cykl olimpijski w marcu 2017 roku na Mistrzostwach Rosji w Kazanie, gdzie zdobyła srebrny medal w konkurencji drużynowej. Indywidualnie, duża liczba błędów i upadków w większości układów sprawiła, że uplasowała się na dalekiej 11. pozycji w wieloboju. W finałach na przyrządach, zdobyła brązowe medale w skoku i na równoważni oraz zajęła 8. miejsce w ćwiczeniach wolnych. Podczas Pucharu świata w Stuttgarcie Mielnikowa zajęła drugie miejsce w finale wieloboju indywidualnego z wynikiem 53,732. Podczas kolejnego Pucharu świata w Londynie uplasowała się na 5. pozycji.
W kwietniu startowała na Mistrzostwach Europy w rumuńskim mieście Kluż-Napoka. Podczas kwalifikacji duże problemy w ćwiczeniach na poręczach sprawiły, że nie zakwalifikowała się do finału wieloboju. Mimo 15. miejsca Natalia Kapitonowa i Jelena Jerjomina zajęły wyższe pozycje i tym samym awans do finału. W pierwszym dniu finałów na przyrządach zajęła 8. miejsce w skoku. Po całym roku pełnym porażek, Mielnikowa zdobyła złoty medal w ćwiczeniach wolnych z wynikiem 14,100.