Фамилия Мелкоев — редкий случай, когда географический и языковой следы почти не расходятся, а упираются в одну точку на карте. Основной ареал фамилии — Северная Осетия и прилегающие районы Кабардино-Балкарии. Именно там, в осетинской языковой среде, и нужно искать корни.

Словообразовательная модель здесь прозрачна: основа «Мелко» плюс осетинский суффикс принадлежности «-ев». В осетинском языке суффикс «-ев» (или «-ты» в множественном числе) выполняет ту же роль, что и русское «-ов»: указывает на происхождение из рода или селения. То есть Мелкоев — это буквально «из рода Мелко» или «принадлежащий Мелко».

Сама основа «Мелко» — это, скорее всего, осетинское личное имя или прозвище. В осетинской антропонимике распространены имена, образованные от тюркских или кавказских корней, но здесь возможна и собственно осетинская этимология. Одна из версий связывает «Мелко» с тюркским «мелек» (ангел, владыка), которое через кавказское посредничество могло превратиться в личное имя. Другая, более прозаичная, — с осетинским словом, обозначающим мелкий, дробный, рассыпчатый (например, «мæлгъ» — крошка). В таком случае прозвище могли дать человеку невысокого роста, с мелкими чертами лица или, наоборот, за скрупулезность и внимание к деталям.

В отличие от многих русских фамилий, которые застыли в XVIII–XIX веках, Мелкоев — фамилия сравнительно поздняя, её активное оформление шло уже в XIX — начале XX века, когда осетины массово получали фамилии по отцовскому имени. Интересно, что в дореволюционных документах встречается вариант написания «Мелкаев» — с «а» в суффиксе, что отражает особенности осетинского произношения (редукцию гласных). Но современная форма закрепилась именно через «о».

Сословно предки Мелкоевых, скорее всего, относились к осетинским крестьянам или горцам-воинам, но не к высшей княжеской знати (алдарам). Фамилия не встречается в списках титулованных родов Кавказа, что указывает на её простонародное, хотя и уважаемое, происхождение. Сегодня носители фамилии живут не только на Кавказе, но и в центральной России, куда переезжали в XX веке.