2011: Melzer steht nach einem Achtelfinal-Einzug bei den Australian Open erstmals in den Top Ten und erreicht im April mit Platz acht sein Karrierehoch, auf dem er sieben Wochen lang bleibt. Er erreicht in Monte Carlo sein erstes Masters-1000er-Halbfinale und gewinnt im Mixed mit seiner späteren Frau Iveta Benesova das Mixed. Zudem holt er bei den US Open mit Petzschner das Doppel. Qualifiziert sich erneut im Doppel mit Petzschner für das ATP-Finalturnier, die beiden feiern wie im Jahr davor einen Sieg.