Rafael Melo começou a jogar futebol no GD Rio Mouro Rinchoa e Mercês, onde permaneceu entre 2015 e 2018. Na temporada seguinte alinhou nos infantis do SU Sintrense, antes de chegar ao Sporting CP.

É internacional sub-15 por Portugal desde novembro de 2021, foi campeão nacional de sub-15, em 2021/22 e na temporada seguinte alinhou nos sub-16. Na última temporada estreou-se nos sub-17 e em 2024/25 sobe mais um escalão, alinhando pelos sub-19.