Ο Παύλος Μελάς γεννήθηκε στη Μασσαλία το 1870, αλλά η οικογένειά του εγκαταστάθηκε στην Αθήνα τέσσερα χρόνια αργότερα.
Ήταν γιος του μεγαλέμπορου Μιχαήλ Μελά. Παντρεύτηκε τη Ναταλία Δραγούμη, κόρη του τραπεζίτη και πολιτικού Στέφανου Δραγούμη, με την οποία απέκτησε δύο παιδιά, τον στρατιωτικό Μιχαήλ Μελά (1894-1950) και τη χημικό Ζωή Μελά – Ιωαννίδη (1898-1996).
Φοίτησε στη Σχολή Ευελπίδων. Υπήρξε δραστήριο μέλος της Εθνικής Εταιρείας, μιας μυστικής οργάνωσης, που είχε ως σκοπό την αναζωπύρωση του εθνικού φρονήματος και την απελευθέρωση των υπόδουλων Ελλήνων με κάθε θυσία, και έπαιξε αρνητικό ρόλο στον Ελληνοτουρκικό Πόλεμο του 1897.
Με την έκρηξη του πολέμου μάχεται στα μέτωπα της Θεσσαλίας, ως διοικητής ουλαμού της 2ης Πεδινής Πυροβολαρχίας. Είναι αισιόδοξος για την έκβασή του, ώστε γράφει στους γονείς του: «…Αν ο θεός μας βοηθήση ολίγον, σύντομα θα λάβετε γράμμα μου από την Θεσσαλονίκην. ΄Ώστε θάρρος, αγαπητοί μου γονείς, θάρρος και πεποίθησιν· διότι και αν φέρη ο διάβολος, να νικηθώμεν, θα νικηθώμεν παλικαρίσια…».
Δέκα μέρες αργότερα, η κατάσταση που έχει διαμορφωθεί τον απογοητεύει και τον αηδιάζει. «Οι ηλίθιοι που φωνάζουν εναντίον του (εννοεί τον διάδοχο Κωνσταντίνο) έπρεπε να είναι εις την Λάρισσαν την επαύριο, της ατίμου, ατίμου, ατίμου φυγής μας, δια να ιδούν την κατάστασιν του στρατού και ν’ αντιληφθούν αν ήτο δυνατόν να κάμη μαζί του ένα βήμα προς τα εμπρός…» γράφει εκ νέου στους γονείς του.
