Gilbert Melendez tiene ocho pérdidas contra ocho oponentes en su carrera de MMA. Para una lista de las mejores peleas de Melendez, consulta "Mejores peleas de Gilbert Melendez".
El 6 de julio de 2019 Gilbert Melendez se enfrentó a Arnold Allen en un combate de pluma a la edad de 37. Él entró con un récord de 22-8 (12), y Allen tenía 25 años y un récord de 14-1 (9). Melendez perdió la pelea por asalto 3º decisión unánime.
El 9 de septiembre de 2017 Gilbert Melendez se enfrentó a Jeremy Stephens en un combate de pluma a la edad de 35. Él entró con un récord de 22-7 (12), y Stephens tenía 31 años y un récord de 25-14 (19). Melendez perdió la pelea por asalto 3º decisión unánime.
El 23 de julio de 2016 Gilbert Melendez se enfrentó a Edson Barboza en un combate de ligero a la edad de 34. Él entró con un récord de 22-6 (12), y Barboza tenía 30 años y un récord de 17-4 (11). Melendez perdió la pelea por asalto 3º decisión unánime.
El 13 de junio de 2015 Gilbert Melendez se enfrentó a Eddie Alvarez en un combate de ligero a la edad de 33. Él entró con un récord de 22-5 (12), y Alvarez tenía 31 años y un récord de 25-4 (20). Melendez perdió la pelea por asalto 3º decisión dividida.
El 6 de diciembre de 2014 Gilbert Melendez se enfrentó a Anthony Pettis en un combate de ligero titulado por el título UFC Championship. Melendez tenía 32 años y un récord de 22-4 (12), y Pettis tenía 27 años y un récord de 17-2 (14). Melendez perdió la pelea por asalto 2º sumisión.
El 20 de abril de 2013 Gilbert Melendez se enfrentó a Benson Henderson en un combate de ligero titulado por el título UFC Championship. Melendez tenía 31 años y un récord de 21-3 (12), y Henderson tenía 29 años y un récord de 18-2 (10). Melendez perdió la pelea por asalto 5º decisión dividida.
El 27 de junio de 2008 Gilbert Melendez se enfrentó a Josh Thomson en un combate de ligero titulado por el título Strikeforce Championship. Melendez tenía 26 años y un récord de 14-2 (9), y Thomson tenía 29 años y un récord de 14-2 (11). Melendez perdió la pelea por asalto 5º decisión unánime y perdió el título Strikeforce Championship.
El 31 de diciembre de 2007 Gilbert Melendez se enfrentó a Mitsuhiro Ishida en un combate de ligero a la edad de 25. Él entró con un récord de 13-1 (8), y Ishida tenía 29 años y un récord de 14-3-1 (4). Melendez perdió la pelea por asalto 2º decisión unánime.