Keitija Melua dzimusi 1984. gada 16. septembrī, Gruzijā un bērnību pavadījusi Tbilisi. Astoņu gadu vecumā viņa kopā ar vecākiem pārcēlās uz Īriju, kur tēvs prestižā Belfāstas slimnīcā uzsāka darbu kā sirds ķirurgs. Vēlāk ģimene apmetās uz dzīvi Londonā. Tolaik Keitija stingri bija nolēmusi kļūt par politiķi vai vēsturnieci – šādas domas rosināja gan nestabilā politiskā situācija dzimtenē Gruzijā, gan nemierīgajā Belfāstā pieredzētais. “Es no visas sirds ticēju, ka spētu nest mieru pasaulē, ja man būtu vara,” viņa sacījusi kādā no intervijām. Tomēr pēc pāris gadiem veiksmīga dalība kāda TV kanāla jauno talantu konkursā mainīja viņas plānus par labu mūzikai, un Keitija iestājās Lielbritānijas Izpildītājmākslu skolā. Šeit meiteni pamanīja komponists un producents Maiks Bats (Mike Batt), kas piedāvāja noslēgt līgumu ar viņa ierakstu kompāniju „Dramatico”.
19 gadus vecās Keitijas Melua pirmais albums „Call Off The Search” uzreiz pēc izdošanas nokļuva gan Apvienotās Karalistes albumu topa virsotnē, gan pakāpeniski daudzu Eiropas valstu topu desmitniekā. Viņas otrs albums „Piece by Piece”, kurā iekļauta arī viena no Keitijas vispopulārākajām dziesmām „Nine Million Bicycles”, iznāca 2005.gada rudenī un līdz šim jau astoņas reizes sasniedzis platīna statusu. Pēdējais albums ar nosaukumu „Pictures” laists klajā pagājušā gada oktobrī. Šobrīd Keitija Melua ir viena no veiksmīgākajām izpildītājām Eiropā ar lielāko pārdoto ierakstu skaitu, neskatoties uz to, ka nav saistīta ar lielu ierakstu kompāniju un savas vienkāršās dzīves dēļ negozējas dzeltenās preses slejās.
Lai arī Keitija Melua nesen ieguvusi Lielbritānijas pilsonību, viņa sevi uzskata par gruzīnieti un lepojas ar savām saknēm. Gruzijā joprojām dzīvo viņas vecvecāki, ko dziedātāja katru gadu apciemo.
2006.gada rudenī dziedātāja kļuvusi par Ginesa rekordisti, nospēlējot pasaulē dziļāko zemūdens koncertu, kas noticis Ziemeļu jūrā 303 metru dziļumā. Šis koncerts ticis ierakstīts un ir izdots DVD versijā.