В 1930–1940 гг. Ф.Е. Мельников был единственным печатающимся старообрядческим публицистом. Он получил разрешение румынского правительства читать «лекции антибольшевистского настроения» на территории между реками Прут и Днестр, а также в городах Кишинёв, Тирасполь, Орхей. В 1931–1950 гг. находился под наблюдением Румынской политической полиции. 10 февраля 1934 г. был арестован в Орхее за членство в партии «Лига национально-христианской защиты» (LANC), основанной профессором Ясского университета Александром Кузой. Исследователи полагают, что Ф.Е. Мельников мог вступить в эту партию под влиянием Буковинского епископа Виссариона (Пую) или его советника, профессора Кишинёвского богословского факультета Константина Томеску. После ареста и оправдательного приговора Ф.Е. Мельников жил в Измаиле, с 1940 г. – в Белой Кринице, затем – на хуторе Писк в Брэиле. В конце августа 1942 г. он переселился в Тирасполь, подал заявление в Тираспольскую православную миссию, чтобы получить разрешение «читать лекции на религиозные темы для борьбы с атеизмом и коммунизмом в приднестровских городах», служил в тираспольском старообрядческом храме в качестве уставщика. 20 октября 1942 г. Ф.Е. Мельников был арестован, перевезён в село Паркань (ныне Молдавия), затем выслан в Тигину и далее в Писк, где оставлен «без каких-либо средств для проживания, без одежды и без какой-либо поддержки». Ф.Е. Мельников обратился к патриарху Румынии Никодиму (Мунтяну) и маршалу Йону Виктору Антонеску с просьбой о пенсии. 13 мая 1943 г. публицист был арестован в Писке и на 60 дней заключён в лагерь политических заключённых в городе Тыргу-Жиу. Причиной ареста стали протесты Ф.Е. Мельникова против введения в старообрядческих церквах григорианского календаря (нового стиля), насаждавшегося румынским правительством и Румынской церковью. В сентябре 1943 г. по приглашению митрополита Виссариона (Пую) Ф.Е. Мельников приступил к работе в Румынской православной миссии в Приднестровье и Одессе. Накануне освобождения этих территорий советскими войсками уехал в Румынию, жил в сёлах Отопени, Бэняса, с августе 1947 г. – в Мануиловском Никольском старообрядческом монастыре. В 1950 гг. Ф.Е. Мельников тяжело болел, умер в праздник Вознесения Христова, похоронен в Мануиловском монастыре. Во второй половине 1940 гг. Ф.Е. Мельников завершил свой капитальный труд «Краткая история древлеправославной (старообрядческой) Церкви». По характеристике автора, «это единственная история, написанная старообрядцем... подлинно старообрядческая история». Белокриницкий митрополит Тихон (Качалкин) представил книгу в румынское Министерство культов, где её предложили перевести на румынский язык. Перевод был заказан, по словам Ф.Е. Мельникова, «одному никонианскому попу (бессарабцу)»; был ли он завершён, исследователям неизвестно. Книга была издана на русском языке по машинописной копии в 1999 г. старообрядческой издательской группой «Лествица» в Барнауле. Это же издательство в 1999–2007 гг. опубликовало восьмитомное Собрание сочинений Ф.Е. Мельникова, включающее апологетические работы послереволюционного и эмигрантского периодов. В мае 2009 г. прихожане Введенской церкви на хуторе Писк во время реконструкции храма вынули из тайника личный архив Ф.Е. Мельникова, замурованный в стену колокольни, очевидно, перед приходом советских войск, и передали архив экспедиции под руководством Александра Анатольевича Пригарина. Наиболее ценные документы и фотоматериалы хранятся в архиве общины Введенской церкви, частично опубликованы в журнале «Липоване».