Той е син на фрайхер Филип Ервайн фон Шьонборн (1607 – 1668) и съпругата му фрайин Мария Урсула фон Грайфенклау цу Фолрадс (1612 – 1682), дъщеря на фрайхер Хайнрих Грайфенклау фон Фолрадс (1577 – 1638) и Анна Мария цу Елтц (1575 – 1640). Майка му е племенница на Георг Фридрих фон Грайфенклау, архиепископ на Майнц, епископ на Вормс († 1629). Най-малкият му брат Лотар Франц фон Шьонборн (* 4 октомври 1655; † 16 ноември 1729) е княжески епископ на Бамберг (1693 – 1729), курфюрст и архиепископ на Майнц (1695 – 1729).
Мелхиор Фридрих фон Шьонборн-Буххайм се жени на 30 април 1668 г. в „Св. Лауренц“ в Кьолн за фрайин Мария Анна София фон Бойнебург (* 16 октомври 1652, Дармщат; † 11 април 1726, Майнц), дъщеря на фрайхер Йохан Кристиан фон Бойнебург-Ленгсфелд († 1672) и Анна Кристина Шютц фон Холцхаузен. Те имат осемнадесет деца, от които четири умират малки:[1][2][3]
Мария Анна (* 25 септември 1669, Майнц; † 16 ноември 1704, Майнц), омъжена на 27 август 1685 г. за граф Йохан Филип I фон Щадион (* 6 октомври 1652, Маасмюнстер; † 2 януари 1742, Майнц)
Мария София (* 11 септември 1670; † 16 септември 1742), омъжена на 28 декември 1687 г. в Майнц за граф Карл Каспар Франц фон дер Лайен цу Хоенгеролдсек (* 19 юли 1655, Адендорф; † 30 ноември 1739, Кобленц)
Анна Каролина (* 3 октомври 1671; † 7 февруари 1716), омъжена за фрайхер Йохан фон Ощайн (* 4 ноември 1652; † 24 юни 1718)
Рудолф Франц Ервайн фон Шьонборн (* 23 октомври 1677; † 22 септември 1754), дипломат и композитор, женен 1701 г. за графиня Мария Елеонора фон Хатцфелд и Глайхен (* 6 септември 1679; † 28 април 1718)
Анселм Франц фон Шьонборн (* 5 януари 1681, Майнц; † 10 август 1726, Майнц), женен 1717 г. за графиня Мария Терезия фон Монфор-Тетнанг (* 1 февруари 1698; † 2 април 1751, Виена)
Анна Филипина (* 7 март 1685; † 14 септември 1721), омъжена за граф Максимилиан фон Зайнсхайм (* 11 ноември 1681, Зюнхинг; † 14 май 1737, Мюнхен)
Амалия Анна Елизабет (* 7 април 1686; † 12 септември 1737), омъжена на 3 август 1706 г. за граф Ото Ернст Леополд фон Лимбург-Щирум (* 10 януари 1688; † 4 март 1754)
Катарина Елизабет (* 17 март 1692; † 26 февруари 1777), омъжена на 26 юли 1719 г. за граф Франтишек Вацлав фон Ноститц-Ринек (* 1697; † 23 септември 1765, Прага)
Хайнрих
Теодор Франц
Constantin von Wurzbach: Schönborn, Melchior Friedrich Graf. In: Biographisches Lexikon des Kaiserthums Oesterreich. 31. Theil. Kaiserlich-königliche Hof-und Staatsdruckerei, Wien 1876, S. 139
Friedrich Josef Krappmann: Melchior Friedrich von Schönborn und die Mainzer Politik von 1665 – 1673 Karlsruhe, Braun-Verlag, 1931, 35 Seiten; Universität Würzburg, Dissertation, 10. Juli 1929
Constantin von Wurzbach: Schönborn, die Herren und Grafen, Genealogie. In: BLKÖ, Biographisches Lexikon des Kaiserthums Oesterreich. 31. Theil. Kaiserlich-königliche Hof-und Staatsdruckerei, Wien 1876, S. 131 – 136
Genealogisches Handbuch des Adels: Adelslexikon Band XIII, Band 128 der Gesamtreihe, C. A. Starke Verlag, Limburg (Lahn) 2002, ISSN– 2408 0435 – 2408
Sylvia Schraut: Das Haus Schönborn – eine Familienbibliographie. Katholischer Reichsadel 1640 – 1840. Schöningh, Paderborn 2004, ISBN 978-3-506-71742-9.
Andreas Flurschütz da Cruz: Das Ende einer Familienkarriere. Die verhinderte Würzburger Koadjutorwahl von 1716 und ihre Folgen für das Haus Schönborn. In: Jahrbuch für Regionalgeschichte 31 (2013), S. 17 – 43, In: Jahrbuch für Regionalgeschichte 31 (2013), S. 17 – 43, ISSN 1860 – 8248
Philipp Thull: Die Dynastie der Schönborn – die glänzendsten Repräsentanten der Reichskirche. In: Mainfränkisches Jahrbuch für Geschichte und Kunst 65 (2013), 131 – 144.
Heimatverein Heusenstamm: 750 Jahre Heusenstamm, 1961
Europaische Stammtafeln, by Wilhelm Karl, Prinz zu Isenburg, Vol. IV, Tafel 140.
Rudolf von Elberberg, Stammbuch der Althessischen Ritterschaft, p. 50.
