В лицевой части Строгановского иконописного подлинника (первая четверть XVII в.) представлен единоличный ростовой образ преподобной в иконографии, близкой к тексту в Софийском списке. В руководстве для иконописцев (1910 г.), составленном академиком Виктором Доримедонтовичем Фартусовым, в основу описания облика Мелании Римляныни легли не столько её изображения, сколько обобщённые впечатления от Жития: «…Типа римского, более средних лет, очень худа, как будто её кости обтянуты тонкой пеленой; одежды – грубые: подпоясанная власяница и короткая мантия, на голове куколь». Там же предлагаются три варианта надписи в её свитке; одна из надписей составлена с опорой на Житие святой: «Господи Боже, Егоже избрах себе, и возлюбих от начала, Егоже паче брака и богатства, славы же и сластей предпочтох, Емуже от рождения моего тело и душу вручих, постави мя чисту на суде Твоем». В минейных циклах в иконописи изображение Мелании Римляныни неизменно занимает место под 31 декабря; как правило, в отведённом ей клейме представлена одна: на иконах на декабрь из комплекта годовых миней (например, конца XVI в., Вологодский государственный историко-архитектурный и художественный музей-заповедник; начала XVII в., Церковно-археологический кабинет Московской духовной академии) и на иконах на год (например, начала XIX в.). В гравированных святцах Григория Павловича Тепчегорского (1713, 1722 гг.) на листе на декабрь – в тёмной мантии поверх платья, на голове светлый плат, левая рука прижата к груди, правая опущена; на гравированном листе святцев на ноябрь работы Ивана Константиновича Любецкого (1730 г.) – поверх мантии надета схима с островерхим куколем. На миниатюре в минейной части Молитвенника княгини Марии Петровны Волконской, созданного под руководством и при участии академика живописи профессора Фёдора Григорьевича Солнцева (Отдел рукописей Российской государственной библиотеки, 1850 гг.), иконография Мелании Римляныни близка к изображению на гравюре И.К. Любецкого. В иконописи образ Мелании Римляныни единоличный или в составе избранных святых исследователи встречают достаточно редко; как правило, образы на таких иконах обусловлены желанием заказчика иметь изображение соимённой святой. К таким примерам исследователи относят икону первой половины XVII в. «Архангел Михаил, побивающий семерых трясовиц, и святой Сисиний» (частное собрание, Париж) с изображением Мелании Римляныни на правом поле (на левом – архангел Уриил): святая представлена в рост, в развороте на три четверти к центру иконы, в монашеском облачении, на голове плат, в сложенных на уровне груди руках держит закрытый свиток.