Chantal Meloni è associata di Diritto penale presso l'Università degli Studi di Milano, ove é titolare del corso di International Criminal Law e della clinica legale di diritto penale internazionale.

Dopo la laurea in giurisprudenza presso l’Università Statale di Milano nel 1998, ha svolto la pratica forense presso lo studio legale Pedrazzi-Mucciarelli e conseguito il titolo di Avvocato nel 2001 presso la Corte d'Appello di Milano. Nel 2006, ha concluso il dottorato di ricerca in Diritto penale italiano e comparato presso l'Università di Pavia, discutendo una tesi dal titolo “La responsabilità del comandante (command responsibility) nel diritto penale internazionale”. Durante gli anni di dottorato, ha trascorso lunghi periodi di ricerca presso l'International Human Rights Law Institute della De Paul University di Chicago e la Humboldt Universität (HU) di Berlino, dove si è specializzata in diritto penale internazionale.

Nel 2006 è stata visiting professional presso la Corte penale internazionale (Cpi) dell'Aia, dove in seguito ha lavorato presso come assistente dei giudici sui procedimenti in Uganda, DRC e Darfur. Nel 2010-11, ha trascorso diversi mesi presso il Palestinian Centre for Human Rights di Gaza (Palestina), nell'ambito di un progetto di ricerca in materia di tutela del diritto alla vita e responsabilità per crimini di guerra nei conflitti asimmetrici. Dal 2011 al 2014, è stata titolare di una borsa di ricerca della Fondazione Alexander von Humboldt presso l’Università di Berlino. Tra i vari soggiorni all’estero, è stata visiting presso la Sydney University (Australia) nel 2013 e la University of California di Los Angeles (UCLA) nel 2022.

Dal 2015, collabora con lo European Centre for Consitutional and Human Rights (ECCHR) di Berlino, dove si occupa di responsabilità penali per crimini internazionali, rappresentanza delle vittime, casi di strategic litigation e giurisdizione universale. Dal 2008 é inclusa nella lista degli assistenti-avvocato presso la Corte penale internazionale. È membro del consiglio del Franz von Liszt Institute for International criminal justice presso la Università Humboldt di Berlino; del comitato esecutivo del International Scientific and Professional Advisory Council of the United Nations Crime Prevention and Criminal Justice Programme (ISPAC); del consiglio dello European Legal Support Center (Amsterdam).

Nel 2022, ha fatto parte della Commissione Palazzo-Pocar incaricata di redigere il Codice italiano dei crimini internazionali nominata dalla Ministra Cartabia. È stata nominata rapporteur nazionale per la AIDP in tema di armi autonome e diritto penale (2022-24). Fa parte di diversi progetti di ricerca a livello nazionale e internazionale sul diritto penale, diritto penale internazionale e diritti umani.

Oltre alla regolare attività di insegnamento, tiene frequenti seminari e lezioni sul diritto penale internazionale in diverse universitá italiane e straniere ed è relatrice presso numerosi convegni e workshop internazionali in materia di diritto penale internazionale. È docente in diversi master, corsi e summer schools, tra cui quella presso l’Irish Center for Human Rights della Università di Galway, il master del Transnational Criminal Justice delle Universitá di Berlino e di Western Cape (Sud-Africa), il master International Crime and Justice organizzato da UNICRI. Ha preso parte come relatrice in numerosi convegni e seminari in materia di diritto penale (internazionale) in Italia e all'estero, anche in qualità di esperta in tavole rotonde organizzate dall’Onu o audizioni presso il Parlamento Europeo.

È autrice di numerosi articoli e altre pubblicazioni accademiche, in particolare in tema di responsabilità penale individuale per crimini internazionali, tutela delle vittime di tortura ed altri crimini internazionali, meccanismi di giustizia internazionale, procedimenti davanti alla Corte penale internazionale ed altri tribunali internazionali, ricorsi davanti alla Corte europea dei diritti umani.

Ha pubblicato il saggio "Giustizia Universale? Tra gli Stati e la Corte penale internazionale: bilancio di una promessa" (Il Mulino: 2024) e il volume in inglese "Command Responsibility in International Criminal Law" (T.M.C. Asser, 2010) e, come (co)curatrice, i volumi “Le questioni aperte della giustizia penale internazionale nella prospettiva interna” (Giuffrè, 2024), "Domesticating International Criminal Law" (Routledge, 2023) e "Is there a Court for Gaza?" (Asser/Springer, 2012).

Cura, per la Rivista Italiana di Diritto e Procedura Penale, l’osservatorio sulla Corte penale internazionale e altri tribunali penali internazionali. Scrive anche per riviste non scientifiche e partecipa a programmi radio e televisivi, italiani ed esteri, quale esperta della materia.