Родился в Тбилиси. В 1930 г. окончил Ленинградскую консерваторию по классу симфонического дирижирования А.В. Гаука. С 1921 по 1931 гг. – концертмейстер, впоследствии - дирижер Тбилисского оперного театра, с 1931 по 1953 гг. - дирижер, а с 1953 по 1962 гг. – главный дирижер Большого театра в Москве. Мелик-Пашаев автор опер, симфоний, романсов. В 1939 г. был музыкальным руководителем первой десятки в Москве, в 1956 г. – консультант 2-ой десятки. В 1958 г. гастролировал в оперных театрах Еревана и за рубежом вместе с Большим театром. В 1951 г. М.-Пашаеву было присвоено звание народного артиста СССР, Лауреат Первой степени Сталинской премии (дважды – 1942, 1943 гг.). Умер в Москве.