נולד ב-30 בנובמבר 1899 בעיירה בנדין שבפולין (באותה תקופה - באימפריה הרוסית). קיבל חנוך מסורתי וכללי. העביר את תקופת מלחמת העולם הראשונה בנדודים, במהלכם אירגן חוגים ללימוד עברית וציונות. ביוני 1920, בתקופת העליה השלישית, עלה לארץ ישראל ועבד בכביש עפולה-נצרת. במאי 1921 נמנה עם מייסדי 'חבורת העמק' ועבד עמם בעבודות כיבוש ובסלילת כבישים. בשנת 1923 הצטרף עם רוב אנשי 'חבורת העמק' לקיבוץ עין חרוד. עד שנת 1950 עבד בחקלאות, ואחרי כן עבר ללמד בבית הספר המשותף לעין חרוד ותל יוסף. לאחר פילוג עין חרוד בשנת 1952 עבר לעין חרוד איחוד.
היה חבר בוועדות ובמועצות של ההסתדרות, מפא"י ו'הקבוץ המאוחד'. לאחר הפילוג ב'קיבוץ המאוחד' היה פעיל במוסדות 'איחוד הקבוצות והקיבוצים' והיה חבר המרכז של התנועה.
בשנות ה-20 החל לפרסם דברי ביקורת קצרים בכתב העת הספרותי 'הדים' בעריכת אשר ברש ויעקב רבינוביץ. אחר כך כתב רשימות בעניני חינוך, ספרות ובעיות הקבוצה, דברי הגות וסיפורים ב'דבר', 'מבפנים', 'ניב הקבוצה' ועוד. בשנת 1945 התפרסם ספרו הראשון 'מעגלות' המהווה כתב אישום חריף ראשון על הכשלים והבעייתיות בחיי הקיבוץ ועל מצוקותיו של הפרט
בתוך קבוצה המעלה על נס את הקולקטיב. הספר, הכתוב כרומן אוטוביוגרפי, היה
אחד הספרים הראשונים שיצאו בהוצאת 'עם עובד'. הוצאת הספר עוררה סערה ולוותה בביקורת
קשה של ראשי ההתיישבות העובדת על עורך ההוצאה, ברל כצנלסון, על שהסכים
להוציאו. הספר 'מעגלות' זכה בפרס ברנר מטעם אגודת הסופרים בשנת 1945 ותורגם לאנגלית וליידיש.
יצירתו הספרותית של דוד מלץ כוללת את הספרים: 'מעגלות' (1945), 'חתחתים
בדרך: סיפורים מחיי הקבוצה' (1947), 'השער נעול' (1959),
'לדרכו התועה' (1976), 'שני סיפורים ואחד' (1981, הכולל
שני סיפורים של מלץ ואחד של רעייתו הסופרת והמחנכת רוחמה חזנוב). רבים מגיבוריו הספרותיים של מלץ היו דמויות שוליים, שחוו תלישות בחברה
הקיבוצית וסבלו מעוצמתו הדורסנית של האתוס הקולקטיביסטי. דווקא מלץ,
ממייסדי קיבוץ עין חרוד, דמות מוכרת ומוערכת, חקלאי ומחנך, היה זה שביקש
להשיב לאנשי השוליים את קולם ביצירותיו הספרותיות ובמסות העיוניות שכתב.
מעמדו המרכזי לא רק שלא גבר על עמדתו ההומניסטית, אלא הפך אותו קשוב יותר
לקולו של היחיד. המסות
העיקריות שלו כונסו בספר 'מסביב לעיקר, לדמותו של דור' (1970). דוד מלץ ערך מספר ספרים: עזבונותיהם של בנו רפאל מלץ (שנפל במלחמת העצמאות), הלל לביא, 'דליות הגפן' מאת משה כרמי ועוד, וכן את הקובץ 'האדם בהתישבות: דברים בכינוס לשאלות החברה העובדת בסמינריון מפלגת פועלי ארץ ישראל, ירושלים, 1947'.
נפטר ב11- באוקטובר 1981 בעין חרוד איחוד.