Nascido na província da Bahia, em 23/02/1843, era filho do historiador Alexandre José de Mello Moraes.

Em Salvador cursou seus estudos preparatórios, vindo em seguida para o Rio de Janeiro cursar aulas de Humanidades. Em 1864, fez parte da redação do jornal científico, recreativo e poético chamado Estréa litteraria. Em seguida, partiu para Bruxelas, onde formou-se em Medicina em 1872. De volta ao Brasil, passou a dedicar-se ao jornalismo, atuando em diversos jornais do Distrito Federal. Destacou-se como poeta, historiador e folclorista, tendo publicado extensa bibliografia, incluindo Crônica Geral do Brasil 1500-1700 (1886), Crônica geral e minuciosa do Império do Brasil desde a descoberta do Novo Mundo ou América até 1879 (1879) e História do Brasil-Reino e Brasil Império. Em 1882, dirigiu a Revista da Exposição Antropológica Brazileira, dedicada a estudos sobre os povos indígenas do Brasil.

Entre 1893 e 1900, foi Diretor-arquivista do Arquivo do Distrito Federal. Tomou posse no cargo no mesmo dia da sua nomeação, permanecendo neste até 17/12/1900, quando o Arquivo perdeu o status de diretoria e passou a Terceira Seção de Arquivo Geral da 1ª Subdiretoria da Diretoria Geral de Estatística, por ordem da promulgação do Decreto Legislativo nº 785. Contudo, mesmo depois deste Decreto, e com a extinção do cargo de diretor-arquivista efetivo, Mello de Moraes se manteve como diretor-adido do órgão na qualidade de funcionário vitalício até se aposentar, em 20/06/1918.

Durante sua gestão, Mello Moraes empenhou-se no desenvolvimento das atividades específicas do órgão e também na divulgação do acervo documental, buscando publicizar seu valor para a cidade e para a nação, a qual propósito serviu, inclusive, a edição da Revista do Archivo do Districto Federal.

Faleceu em 01/04/1919, no Rio de Janeiro, sendo enterrado no cemitério S. Francisco Xavier.