La carrière et la pratique architecturale des Mellet sont fortement imprégnées par leur attachement à la religion catholique et leur affinité avec l’aristocratie locale, pour laquelle ils réalisent de nombreuses commandes en Bretagne. En effet, Jacques Mellet (1807-1876), le fondateur du cabinet d’architecture, construit une trentaine de châteaux, notamment sous le Second Empire, tels ceux de Crévy à la Chapelle-Caro en 1855 ou Trédion en 1857, tous deux situés dans le Morbihan. À Rennes, il élève quelques hôtels après la canalisation de la Vilaine (Hôtel de Farcy, 11 quai Lamennais, 1852). Il bâtit aussi plusieurs églises comme, par exemple, celle de Saint- Jacques-de-la-Lande en 1849, celle de Mordelles en 1856 ou encore celle de Betton en 1868. C’est lui également qui érige le clocher de Notre-Dame en Saint-Melaine à Rennes en 1855. La construction d’églises constitue d’ailleurs une large part du travail de ses fils, Jules et Henri, qui embrasseront à leur tour la carrière d’architecte.

     Jules Mellet (1846-1917), le fils aîné de la famille, intègre l’École Nationale des beaux-arts de Paris en 1868, et y passe six années. Il se voit d’ailleurs attribuer lors de ses études plusieurs mentions et obtient même le second prix pour le concours de « pierres commémoratives de la campagne de 1870 ». Il interrompt ses études en 1874 pour aider son père, alors malade, au sein de l’agence familiale. À la mort de ce dernier, en 1876, le jeune Jules, en collaboration avec son frère Henri, prend la succession du cabinet jusqu’en 1884. Cette année-là, Jules quitte Rennes pour entrer comme moine à l’abbaye bénédictine de Solesmes, laissant la direction du bureau à son frère Henri. Sa retraite à Solesmes n’empêche pas Jules d’exercer son métier d’architecte : il collabore étroitement avec son frère par l’intermédiaire d’une correspondance nourrie où ils échangent leurs idées sur les différents projets de construction.
    De son côté, après une licence de droit, Henri, né en 1852, décide, à l’instar de son père et son frère avant lui, de devenir architecte. Il entre lui aussi à l’École nationale des beaux-arts de Paris où il passe deux années, de 1874 à 1876. Comme le reste de sa famille, il est très attaché au courant royaliste et catholique dont il sera même un des représentants aux élections municipales rennaises de 1884. Cet attachement religieux se traduit par d’importants chantiers, comme la construction du collège Saint-Vincent à Rennes à partir de 1912, édifice emblématique du ressentiment provoqué par la loi de séparation de 1905, ou encore le château de Bel-Air au Pertre (1870-1910).

     Les premières églises construites par les frères Mellet sont deux grands projets pour d’importantes communes, Saint-Martin à Vitré (1867-1891), où ils achèvent le travail de leur père, et Saint-Martin à Janzé (1870- 1887). Ces deux grands bâtiments sont les églises les plus luxueuses que les deux frères élèvent durant leur carrière. Dès ces réalisations, ils jettent les bases de leur conception et affirment nettement leur goût pour le néo-roman, style qu’ils vont privilégier pour toutes les commandes d’églises. Ils apprécient son intériorité, ses couleurs, sa lumière mais aussi son enracinement historique. L’usage du roman correspond également à une tendance visant à se référer aux origines du christianisme comme retour aux sources de la religion. Les deux architectes s’intéressent aussi de très près au patrimoine religieux breton dans lequel ils peuvent percevoir les origines de la foi régionale.
    Les oeuvres suivantes des Mellet ne se veulent pas aussi onéreuses et aussi luxueuses que les églises de Vitré et de Janzé. Cependant, la contrainte d’un budget limité va permettre aux architectes de démontrer leur capacité d’adaptation. De plus, les églises portant leur marque, au-delà d’un simple équipement cultuel, apparaissent comme l’expression du sentiment royaliste encore très vivace en Ille-et-Vilaine. Le choix stylistique des deux frères est très révélateur de leur militantisme politique.

     À cette époque, il est très courant que les familles nobles locales participent largement au financement des nouvelles églises. L’aristocratie régionale cherche ainsi à construire une représentation publique, un moyen d’affirmer son pouvoir local. L’église du Val-d’Izé (1887-1924) en est un bon exemple. C’est un monument important pour cette petite commune, dont le maire, le marquis de Kernier, a assuré une large part du financement. Député de 1912 à 1919, il est d’ailleurs un royaliste convaincu et un important propriétaire terrien. La noblesse locale permet aussi aux frères Mellet de réaliser des commandes privées, de l’agrandissement à la construction de châteaux et de villas. Les architectes sont en effet habiles dans ce répertoire, comme l’illustre la villa Ker-Nevez à Rothéneuf (1882), dont l’originalité est marquée par ses multiples décrochements de toitures, ou encore le château de l’Éclosel à Nouvoitou (1904).

     Mais c’est par un établissement scolaire qu’Henri Mellet va marquer le paysage rennais avec le nouveau collège Saint-Vincent, vaste projet qui sera achevé par Charles Coüasnon. Henri est déjà rompu à l’exercice puisqu’il a déjà eu l’occasion d’élever une dizaine d’écoles libres après la laïcisation de l’enseignement. La construction du collège Saint-Vincent est décidée par l’archevêque de Rennes, Mgr Dubourg, suite à la confiscation de l’ancien collège (actuel Lycée Jean Macé). L’ancien bâtiment est loué par une « société civile d’enseignement libre » de 1903 à 1912. À la fin de cette période, il est nécessaire de bâtir une autre institution.
    Le nouveau collège est érigé sur un terrain en plein coeur de Rennes, sur l’ancien couvent des Carmélites, proche du Thabor. C’est le chanoine Cellier qui fait appel à Henri Mellet pour le nouvel établissement. Tous deux décident de construire un bâtiment reprenant le style de l’ancien collège confisqué : ce dernier, élevé par Charles Langlois en 1842-1845, adopte un style toscan. Pour cet édifice, Henri Mellet s’inspire largement de la villa Médicis, rappel de l’Italie en plein coeur de la capitale bretonne.
    La chapelle du collège, datant de 1926, constitue la dernière réalisation d’Henri Mellet, qui mourra la même année. Pour l’intérieur, Henri démontre sa capacité à utiliser la brique comme seul élément décoratif, système qu’il avait déjà développé pour les voûtes de l’église de Saint-Malo-de-Phily (1900-1905) où les briques jaunes, ocres et rouges animent l’intérieur.
    La famille Mellet a ainsi élevé de nombreux édifices dans l’ensemble du département d’Ille-et-Vilaine : châteaux, villas, hôtels, églises, écoles… Jacques Mellet était l’architecte des églises et des châteaux. De leur côté, ses fils Henri et Jules ont également bénéficié d’importantes commandes, symboles de leur militantisme religieux et politique, en s’adaptant toutefois aux changements de la fin du siècle. Leurs réalisations sont la synthèse de leur enseignement aux beaux-arts, de leurs voyages, et de leur profond attachement à l’Église.