Dopo la trasferta australiana, sfruttando la pausa di circa un mese e mezzo anteriore al secondo round, Melandri si opera alla spalla destra per eliminare alcuni problemi che gli causavano dolore.
Il 28 aprile ad Assen il pilota ravennate rompe la catena nel giro di ricognizione di Gara1, non potendo così neanche prendere il via della corsa.
Il 12 maggio a Monza in Gara1 arriva invece la prima vittoria stagionale, ottenuta dopo una lotta serrata con Tom Sykes e Eugene Laverty: il sorpasso decisivo, compiuto sul nordirlandese, avviene all'ultimo giro alla Parabolica, l'ultima curva.
L'esordio con l'Aprilia Racing Team avviene il 23 febbraio 2014, quando Melandri si piazza 2º nella corsa inaugurale della stagione, Gara1 a Phillip Island.