W 2005 objął stanowisko wicedyrektora departamentu zdrowia i ochrony socjalnej oraz jednocześnie naczelnika wydziału pomocy społecznej w wileńskiej administracji miejskiej. Rok później został zastępcą naczelnika okręgu wileńskiego. Odpowiadał za sprawy pomocy społecznej, ochrony zdrowia, edukacji i kultury. Zajmował się także współpracą z organizacjami pozarządowymi, obejmując funkcje wiceprezesa Litewskiego Czerwonego Krzyża oraz wiceprezesa Stowarzyszenia Pracowników Socjalnych.
W wyniku wyborów parlamentarnych w 2008 powrócił do Sejmu, pokonując w II turze w okręgu jednomandatowym Tadeusza Andrzejewskiego z AWPL. W Sejmie pełnił funkcję wiceprzewodniczącego komisji spraw społecznych i pracy. W 2009 został wiceprzewodniczącym Związku Liberałów i Centrum. 12 kwietnia 2012 otrzymał nominację na stanowisko ministra spraw wewnętrznych w koalicyjnym rządzie Andriusa Kubiliusa.
W 2012 nie został wybrany do Sejmu, a kierowana przez niego partia nie przekroczyła wyborczego progu. W grudniu tego samego roku Artūras Melianas zakończył urzędowanie na stanowisku rządowym. W marcu 2013 został wybrany na przewodniczącego Związku Liberałów i Centrum;