W lutym 2010 osiągnęła półfinał halowych zawodów w Paryżu, a tydzień później również ćwierćfinał w Memphis. W gronie ośmiu najlepszych uczestniczek turnieju znalazła się także w Ponte Vedra Beach i Charleston; ten drugi rezultat zapewnił jej kolejną najwyższą lokatę w światowych notowaniach – miejsce 31. Po tym wyczynie spotkała Oudin jednak seria porażek, przerwana dopiero wrześniowym ćwierćfinałem w Quebec. Jesienią ponownie wystąpiła w finale Pucharu Federacji, po raz drugi przeciwko Włoszkom, tam Melanie ograła Schiavone i było to jedyne zwycięstwo jej ekipy w tej konfrontacji. Zimą osiągnęła również swój pierwszy profesjonalny półfinał w grze podwójnej, stało się to w Memphis, a jej partnerką była Shenay Perry.
9 września 2011 w parze z rodakiem Jackiem Sock wygrała turniej gry mieszanej US Open, zdobywając swoje pierwsze mistrzostwo wielkoszlemowe w karierze. W starciu finałowym Amerykanie pokonali Giselę Dulko i Eduardo Schwanka z Argentyny 7:6(4), 4:6, 10-8. Tym samym po raz trzeci z rzędu konkurencję mikstów w Nowym Jorku zwyciężył duet gospodarzy (w 2009 triumfowali Carly Gullickson i Travis Parrott, a w 2010 Liezel Huber i Bob Bryan).