Г.Г. Мельниченко является основоположником ярославской диалектологической школы. С 1940 г. под его руководством начинается систематическая работа по изучению говоров Ярославской области, интенсивный сбор материала для Ярославского областного словаря, проводятся регулярные диалектологические экспедиции в разные районы Ярославской области. При Ярославском пединституте был открыт Межобластной диалектологический кабинет, который в 40–50-е годы вел активную работу по собиранию сведений для создававшегося «Диалектологического атласа русского языка», а позднее – для «Общеславянского лингвистического атласа».

Всю свою жизнь Г.Г. Мельниченко посвятил исследованию ярославских говоров, разработке теоретических и практических вопросов русской региональной лексикографии. Он был вдохновителем и организатором всей работы по созданию «Ярославского областного словаря», ставшего замечательным итогом его научной деятельности. Им были разработаны программы собирания материалов для изучения словарного состава местных говоров, написан основополагающий труд «О принципах составления областных словарей» (1957 г.), к которому неизменно обращаются современные диалектологи, большой ряд работ по диалектной лексикологии и лексикографии. Среди них особое место занимает монография «Некоторые лексические группы в современных говорах на территории Владимиро-Суздальского княжества XII – нач. XIII в.» (1974 г.), к которой приложен лингвистический атлас, содержащий 90 карт, положивший начало лингвогеографическому изучению диалектной лексики. В 1978 г. Г.Г. Мельниченко была присвоена ученая степень доктора филологических наук. С этого времени началась подготовка к изданию «Ярославского областного словаря» (ЯОС) и составление «Хрестоматии по русской диалектологии» (1985 г.).

Непосредственным предшественником ЯОС явился созданный Г.Г. Мельниченко «Краткий ярославский областной словарь» (1961 г.), объединивший ярославские лексические материалы ранее составленных словарей (1820–1956 гг.). «Ярославский областной словарь» – фундаментальный труд преподавателей кафедры русского языка, осуществленный под научным руководством проф. Г.Г. Мельниченко, был издан (в 10 выпусках) в 1981–1991 гг. ЯОС содержит около 32 тысяч диалектных слов, которые не входят в состав литературного языка, а известны лишь в местных говорах. ЯОС – сокровищница ценных сведений об уходящей в прошлое материальной и духовной культуре жителей Ярославского края. В русской диалектной лексикографии «Ярославский областной словарь» занял почетное место как памятник народного языка XIX–XX вв.

Г.Г. Мельниченко был человеком энциклопедических знаний, многогранных интересов. Это человек-легенда, сумевший организовать сотни людей для поисков диалектных слов, распространенных на территории Ярославской области. Созданный им «Ярославский областной словарь» – уникальное издание, за которое Григорий Григорьевич был удостоен звания лауреата премии губернатора Ярославской области в сфере науки и техники (2003 г.).

Многолетний труд, плодотворная педагогическая деятельность Г.Г. Мельниченко была отмечена многими наградами: орденом «Знак Почета» (1953 г.), медалями. Он был награжден знаками «Отличник народного просвещения РСФСР», «Отличник народного просвещения СССР».

После смерти ученого в 1995 г. на базе диалектологического кабинета на факультете русской филологии и культуры ЯГПУ им. К.Д. Ушинского был создан Региональный центр лингвистических исследований имени проф. Г.Г. Мельниченко. Основным направлением научно-исследовательской работы Центра было и остается изучение словарного состава говоров Ярославской области и составление региональных словарей. В 2015 г. увидело свет новое лексикографическое издание в двух томах «Ярославский областной словарь: Дополнения» (под ред. Т.К. Ховриной), которое содержит около 16500 диалектных слов, бытующих в ярославских говорах. Авторский коллектив ЯОС продолжил дело своего учителя.