Melissa Sagemiller (Washington D.C., 1 juni 1974) is een Amerikaanse actrice.
Sagemiller is een dochter van een politieke activiste en een professionele American footballspeler die voor de New York Giants en Washington Redskins heeft gespeeld. Zij begon op driejarige leeftijd met haar acteer ambities, zij begon toen met het volgen van lessen in tapdansen, jazzballet en moderne dansen. Op negenjarige leeftijd maakte zij haar debuut in het theater met het toneelstuk To Kill a Mockinbird. Hierna speelde zij nog meerdere rollen in lokale theaters. Op veertienjarige leeftijd maakte zij haar debuut als model, dit heeft zij maar voor een korte tijd uitgevoerd totdat zij ging studeren in kunstgeschiedenis op de universiteit van Virginia in Charlottesville. na haar studie besloot zij om een professionele actrice te worden en nam les aan de Stella Adler conservatorium.
Sagemiller is getrouwd met wie zij een kind heeft.