Melissa Hastings Thomas (Torrey DeVitto) är Spencers äldre syster. I början av serien är hon förlovad med Wren. Melissa är perfektionist och föräldrarnas favoritdotter. Hon och Spencer har varit rivaler under större delen av deras liv. Deras konkurrens leder till att Spencer kysser både Ian och Wren. Melissa ser när Wren och Spencer kysser varandra och bryter förlovningen.

Efter den avbrutna förlovningen rymmer Melissa med Ian och de gifter sig. Melissa kommer tillbaka och strax därefter blir Melissa gravid. Spencer tror att Ian har mördat Alison men Melissa vill inte lyssna på honom. När Ian försvinner vägrar Melissa tro Spencers påståenden om att han är död. Det visar sig att Melissa tar emot sms från Ian som håller sig gömd. Efter att ha upptäckt att Ian verkligen är död blir hon deprimerad och ber Spencer om ursäkt för att ha valt Ian framför henne. ”A” har planterat Ians telefon i Spencers väska vilken Melissa hittar. Melissa tror att det är Spencer som skickat sms till henne från Ians telefon och säger att hon aldrig kommer förlåta Spencer för detta.

När Melissa får reda på av Spencer att Jason är deras halvbror säger hon att hon inte kan vara runt sina föräldrar längre eftersom de ljuger för dem. Melissa fortsätter dock att vara i huset och Spencer och hennes vänner börjar misstänka att Melissa vet mer om ”A” och henens försvinnande än vad hon säger. De hittar en video som är inspelad inne på Alisons rum natten hon försvann. I denna film kommer Melissa in och skriker ”Var är hon?!”. Flickorna får reda på att Melissa skickat hotfulla sms till Alison. Deras pappas pistol försvinner och Spencer är rädd att Melissa tagit den. Mot slutet av andra säsongen gör Melissa några uttalanden som innebär att hon vet en del hemligheter om Alison och/eller NAT-klubben.