Melachroinou 2000 m. Sidnėjaus vasaros olimpinėse žaidynėse varžėsi su Graikijos komandos nariais dvigubame vėriuose. Ji pasiekė FINA B standartų 1:01.50 (100 m drugelis) ir 2:15.24 (200 m drugelis) iš Europos čempionato
Helsinkyje, Suomijoje. Pirmoje žaidimų dieną Melachroinou užėmė trisdešimt ketvirtąją vietą 100 m šuoliu su drugeliu. Trečioje varžybėje ji pralaimėjo Pietų Korėjos Lee Bo-eun, kad užimtų antrąją sėklą 16 šimtų sekundžių per 1:02.06. Po trijų dienų, 200 metrų pertraukoje, Melachroinou pasiekė septintąją vietą, 2:17 min. 60 sekundžių, o taip susilaukė sprinto iššūkio iš Singapūro Christel Bouvron, tačiau baigė toliau nuo pusfinalo, užėmusi 31 vietą.