Nato a Ravenna il 12 gennaio 1940. Deceduto a Mel (BL) il 3 gennaio 1992, travolto da un tronco di acacia che stava abbattendo. Velocista e passista, alto 1,73 per kg 68. Professionista dal 1962 al 1968 con due vittorie.
Un corridore ben più forte del raccolto, sia fra i dilettanti (ma questo ha un valore poco rilevante ), che fra i professionisti. Caratterialmente lunatico, tanto generoso, quanto incostante e, soprattutto, imprevedibile, Meldolesi ha davvero sublimato queste caratteristiche sulla bicicletta. Nella sua carriera s'è visto di tutto: grandi vittorie col piglio del campione di razza, anonimato più completo, mordente talvolta assente, esuberanza in talune occasioni, ed altre volte stakanovista come il ragazzo più positivo di sto mondo. Insomma un personaggio complesso ed un atleta fedele a questo suo cliché. Domenico iniziò a correre a 18 anni compiuti, nel 1958, con le maglie rosso verdi della Società Ciclistica Rinascita di Ravenna, per quello che poi diverrà il suo unico sodalizio prima del professionismo. Nell'anno da allievo, quello d'esordio, ottenne una sola vittoria, ma la lunga serie di piazzamenti fecero capire che aveva stoffa. Ed infatti, dal 1959 fra i dilettanti salì in cattedra, ottenendo successi significativi, alternati però a periodi non degni delle sue indubbie qualità. Nella categoria colse una ventina di vittorie, fra le quali il Campionato Emiliano a Santo Stefano nel 1960, il Gran Premio della Cooperazione a Cattolica nel '60 e '61, la Coppa Caduti Sammartinesi '60, una tappa al Giro dell'Umbria '61, il Campionato Sanmarinese e le prove per il Trofeo San Pellegrino di Bologna e di Napoli, entrambe nel '61, così come il Trofeo Vital a Lugo, gara indicativa per i Mondiali di Berna. Entrato nel giro azzurro, ma mai schierato ad una importante prova internazionale, passò professionista nel '62 con la Molteni. Un esordio con poche corse, un po' per acciacchi, ed un po' per il suo essere talvolta poco convinto di fare il corridore. In quel lasso solo un 15° posto al Giro di Toscana. Peggio il '63 e '64 dove rimase praticamente inattivo. Poi, all'alba della stagione '65, la decisione di riprendere seriamente il ciclismo agonistico ed il passaggio alla Maino di Sivocci. Con le maglie della celebre casa di biciclette, si vide un Meldolesi diverso. Vinse il GP di Ceprano superando un big come Bruno Mealli, indi partecipò al Giro d'Italia cogliendo dapprima un 2° posto nella tappa di Reggio Calabria, poi vinse, ed alla grande, la tappa di Palermo. Due giorni dopo, giunse nuovamente 2° a Siracusa. Chiuse la "Corsa Rosa" 74°. Partecipò poi al Tour de Suisse, giungendo 4° nella tappa di Berna e chiudendo la manifestazione al 34° posto. Fu poi 7° nella Coppa Bernocchi, nella Milano-Vignola e nella classifica finale del Trofeo Cougnet. Insomma, una buonissima annata. Non a caso, a fine stagione lo assunse la già blasonata Salvarani. Il 1966 però, non vide il decollo di Meldolesi, che non partecipò al Giro ed in tutta la stagione si mise in evidenza solo nel GP Cemab di Mirandola, dove chiuse 3°. A fine anno, la Salvarano lo lasciò libero e Domenico, nel 1967, trovò accasamento alla Vittadello, ma anche con la nuova maglia, non trovò i risultati che ci si aspettava da lui: finì 2° nel GP di Camucia e 3° nel Gp Elda di Vigevano. Alla Vuelta di Spagna si ritirò dopo tre giorni. A fine '67 rimase senza contratto. Staccò la licenza anche nel '68, ma non corse mai. Il 3 gennaio 1992 la sua tragica morte in quel di Mel (BL), dove da tempo si era trasferito.