Melanterit ist ein Sekundärmineral und bildet sich meist als Oxidationsprodukt aus primären Eisensulfiden wie Pyrit-, Markasit und Pyrrhotin. Oft findet er sich daher auch als Neubildung in Erzgruben. In seltenen Fällen kann er aber auch direkt als Sublimat aus vulkanischen Gasen entstehen. Als eher seltene Mineralbildung kann Melanterit an verschiedenen Fundorten zum Teil zwar reichlich vorhanden sein kann, insgesamt ist er aber wenig verbreitet. Insgesamt gelten bisher (Stand: 2013) rund 870 Fundorten als bekannt. In Deutschland fand sich das Mineral an mehreren Orten im Schwarzwald sowie den Gemeinden Nußloch, Bruchsal und Schriesheim in Baden-Württemberg; im Bayerischen Wald, bei Lichtenberg und Waldsassen in Bayern; bei Messel, Richelsdorf und im Taunus in Hessen; am Rammelsberg in Niedersachsen; an vielen Orten und Gruben in Nordrhein-Westfalen wie unter anderem in der Eifel (bis nach Rheinland-Pfalz), im Ruhrgebiet und dem Sauerland; am Königsberg, bei Rockenhausen und im Westerwald in Rheinland-Pfalz; an mehreren Orten der Gemeinde Nonnweiler und bei Dudweiler in Saarbrücken; im Harz in Sachsen-Anhalt; an mehreren Orten im Erzgebirge und bei Potschappel, in der Oberlausitz und bei Oelsnitz in Sachsen sowie bei Gera, Saalfeld/Saale und Lehesten in Thüringen. In Österreich trat das Mineral an mehreren Orten in Kärnten, Salzburg und der Steiermark sowie bei Gloggnitz in Niederösterreich und im Tiroler Inntal auf. In der Schweiz fand man Melanterit in der schaffhausener Gemeinde Thayngen, im Maderanertal (Golzern) im Kanton Uri, im Salzbergwerk bei Bex im Kanton Waadt sowie an mehreren Orten im Kanton Wallis. Erwähnenswert aufgrund außergewöhnlicher Melanteritfunde ist unter anderem Chvaletice in Tschechien, wo Stalaktiten von bis zu 20 cm Länge entdeckt wurden. Noch längere Stalaktiten (bis 2 m) sowie großflächige Krusten fand man in der „Aljustrel Mine“ in Portugal. Besonders schön entwickelte Kristalle von bis zu 2 cm Größe traten aus den Minen der Grubenstadt Bisbee in Arizona und der „Boyd Mine“ in Ducktown im Polk County in Tennessee in den USA zutage. Weitere Fundorte liegen in Argentinien, Australien, Belgien, Bolivien, Bulgarien, Chile, China, Dänemark, Frankreich, Griechenland, Ungarn, Iran, Italien, Japan, Kanada, Kirgisistan, Kosovo, Marokko, Mazedonien, Mexiko, Namibia, den Niederlanden, auf Neuseeland, in Norwegen, Polen, Portugal, Rumänien, Russland, Schweden, der Slowakei, in Slowenien, Spanien, Südafrika, Taiwan, Turkmenistan, der Ukraine, im Vereinigten Königreich (Großbritannien) sowie in den Vereinigten Staaten von Amerika (USA).