Melinda Rose Dillon (Hope, 13 oktober 1939) is een Amerikaans actrice. Zij werd in 1978 genomineerd voor een Academy Award voor haar bijrol als Jillian Guiler in Close Encounters of the Third Kind en nogmaals in 1982 voor die als Teresa in Absence of Malice. In 1977 werd ze al genomineerd voor de Golden Globe voor het beste filmdebuut, voor het spelen van Woody Guthries vrouw Mary in Bound for Glory.
Dillon debuteerde in 1969 officieel op het witte doek in het Spaans-Amerikaanse Un hombre solo. Sindsdien speelde ze meer dan twintig filmrollen, meer dan veertig inclusief die in televisiefilms. Televisieseries nemen een bescheidener ruimte in op Dillons vitae. Hoewel ze in ruim vijftien verschillende titels verscheen, speelde ze zelden hetzelfde personage in meer dan één aflevering daarvan.
Dillon trouwde in 1963 met acteur Richard Libertini, met wie ze één zoon kreeg. Hun huwelijk liep in 1978 stuk.