Αρκετά σημαντική ήταν και η πορεία της στον διεθνή και ελληνικό κινηματογράφο . Της χάρισε αρκετά βραβεία με κορυφαίο το βραβείο πρώτης γυναικείας ερμηνείας του Φεστιβάλ των Καννών και επίσης μία υποψηφιότητα για Οσκαρ γιά το Never on Sunday.
Το κινηματογραφικό της ντεμπούτο έγινε με ένα θεατρικό έργο που είχε γραφτεί από τον Ιακωβο Καμπανέλη ειδικά για τη Μελίνα Μερκούρη, το “Στέλλα με τα κόκκινα γάντια”, που στην ταινία είχε τον τίτλο “Στέλλα” (1955).
Παράλληλα είχε σπουδαία πορεία στη δισκογραφία καθώς έχουν κυκλοφορήσει πάνω από δεκαπέντε δίσκοι της, πέρα από soundtrack ταινιών και θεατρικών παραστάσεων. Έχει τραγουδήσει μεγάλους Έλληνες συνθέτες,Μάνο Χατζηδάκη (με τον οποίο τους συνέδεε προσωπική φιλία),Μίκη Θεοδοράκη και Σταύρο Ξαρχάκο αλλά και κορυφαία ερμηνεία μουσικών έργων των Μπερτολτ Μπρεχτ. Εμφανίσεις έκανε και στην τηλεόραση, σε σειρά ντοκιμαντέρ του BBC σε επεισόδιο με τίτλο “Η Ελλάδα της Μελίνας”, από όπου και ο ομώνυμος δίσκος του Σταύρου Ξαρχάκου, όπως και σε σήριαλ και εκπομπές στη Γαλλική και τη Γερμανική τηλεόραση. Επίσης έγραψε και ένα βιογραφικό βιβλίο με τίτλο “Γεννήθηκα Ελληνίδα”.
Κατά τη διάρκεια της επταετίας (1967-1974) πολέμησε σφοδρά τη Χούντα, χρησιμοποιώντας τη φήμη και τη λάμψη που είχε αποκτήσει, με συνέπεια να της αφαιρεθεί η ελληνική υπηκοότητα. Έδωσε αρκετές συναυλίες και διοργάνωσε αρκετά μεγάλο αριθμό πορειών αντιδικτατορικού χαρακτήρα. Επεδίωξε και συναντήθηκε με πολιτικούς αλλά και με πνευματικές προσωπικότητες παγκοσμίου κύρους, με σκοπό να τους ευαισθητοποίησει ενάντια στη χούντα. Κατά την διάρκεια των αγώνων της έγιναν εναντίον της απόπειρες δολοφονίας, μία από τις οποίες παραλίγο να της στερήσει τη ζωή.
Αφησε την τελευταία της πνοή στο νοσοκομείο Memorial της Νέας Υόρκης, την Κυριακή 6 Μαρτίου του 1994. Ήταν η πρώτη Ελληνίδα που κηδεύτηκε με τιμές αρχηγού κράτους. Ενταφιάστηκε σε οικογενειακό τάφο.
Ο θάνατός της προκάλεσε εκδηλώσεις συγκίνησης σε όλο τον κόσμο. Πολλοί πολιτικοί ηγέτες στέλνουν συλλυπητήρια μηνύματα στην οικογένειά της και στην Ελλάδα. Την ώρα της κηδείας της τα θέατρα και τα μαγαζιά στο Μπρόντγουεϊ παραμένουν κλειστά.
Επίσης έχει ιδρυθεί, σύμφωνα με επιθυμία της, από το σύζυγό της Ζυλ Ντασέν και με τη συμμετοχή προσωπικοτήτων παγκόσμιας ακτινοβολίας, όπως ο νομπελίστας ποιητήςΟδυσσέας Ελύτης, ο Γάλλος πολιτικός Ζακ Λανγκ κ.ά. το Πολιτιστικό Ίδρυμα Μελίνα Μερκούρη, το οποίο έχει ως στόχο την επιστροφή των κλαπέντων μαρμάρων της Ακρόπολης.
