Como de otras figuras de la historia dominicana, poco sabemos de la vida de Mella en sus primeros tiempos. En 1835, a los diecinueve años, es nombrado "Preposé", o encargado de la común de San Cristóbal. Al parecer allí se dedicó también al negocio del corte de madera, actividad de la que se ocupaba Antonio Duvergé lo que supone que se conocieron desde entonces.
Contrajo matrimonio a los veinte años con la joven María Josefa Brea, perteneciente a una familia burguesa importante, aunque ninguno de los dos aportó grandes bienes al matrimonio, según hace constar en el testamento fechado 5 de mayo de 1859. Fue ya casado, cuando al parecer adquirió sus bienes y propiedades, parte de ellos por vía hereditaria tras el fallecimiento de su padre en febrero de 1837.
No se sabe tampoco cuando conoció a Juan Pablo Duarte pero, fundada la sociedad secreta "La Trinitaria", se adhirió a ella en calidad de "comunicado", junto a Francisco del Rosario Sánchez y Félix María Del Monte. Duarte vio en Mella un discípulo de condiciones excepcionales y lo designó para substituir a Juan Nepomuceno Ravelo cuando éste fracasó en las gestiones que le encomendara, de llegar a un acuerdo con los dirigentes haitianos cuando se organizara el movimiento de la Reforma (paso previo para alcanzar la independencia).
Todavía en 1842 residía o visitaba con frecuencia a San Cristóbal ligado al negocio del corte de madera. En enero de 1843 fue comisionado por Duarte para trasladarse a la villa haitiana de Los Cayos de San Luis, al sur de la isla, para hacer contactos con los revolucionarios reformistas adversarios del presidente Boyer. La táctica correcta de Duarte de aliarse con los enemigos de Boyer, encontró en Mella un agente capaz de sumar a los militares y civiles que encabezados por Charles Herard, querían el derrocamiento del presidente de la república que tenía más de veinticinco años gobernando, y cuyo mandato se había convertido en una represiva dictadura, situación que facilitaba los planes de Duarte frente al régimen.
A su regreso de Los Cayos, luego del derrocamiento de Boyer, Mella se trasladó al Cibao Central como agente propagador del ideal republicano. Cuando Charles Herard, como Presidente de la República, visitó la parte oriental, a su paso por esa región ordenó la prisión de Mella, Rafael Servando Rodríguez y el sacerdote Juan Puigbert, acusándolos de querer destruir el ejército y los remitió a Puerto Príncipe donde permanecieron dos meses detenidos, regresando en septiembre a la parte oriental.
Los sucesos se precipitaron y, en ausencia de Duarte, junto a Sánchez, activaron los preparativos revolucionarios. En enero de 1844 ayudó a Sánchez, jefe del Movimiento, a redactar el Acta de Independencia y, a sugerencia suya, se le llevó a Tomás Bobadilla para su revisión.
En la noche del 27 de febrero de 1844 es de los primeros conjurados en llegar a la Puerta de la Misericordia. Exhorta a unos pocos temerosos a no abandonar el lugar y, audaz e impulsivo, Mella dispara su famoso trabucazo en la Puerta de la Misericordia, partiendo desde allí los conjurados hacia la Puerta del Conde, donde es proclamada la República e izada la Bandera Dominicana.
Proclamada la República, forma parte de su primera Junta Central Gubernativa, presidida primero por Sánchez y luego por Tomás Bobadilla, convertido en la figura determinante de la misma. Para los primeros días de marzo parte para el Cibao como Gobernador del Distrito de Santiago y Delegado de la Junta Central Gubernativa, pero en realidad es el jefe político y militar de la región más importante del país. Ostenta el rango de Coronel del naciente Ejército Nacional, que será el Ejército Libertador. Hace venir a José María Imbert, de Moca, y lo nombra su segundo en el mando militar.
A mediados de marzo llega a territorio dominicano el señor Teodoro S. Heneken, procedente de Cabo Haitiano, y advierte a las autoridades las intenciones de invasión por parte de Haití. Solamente Mella es receptivo a los informes del viajero. Deja instrucciones a Imbert de lo que debe hacer y recorre la región reclutando hombres y tomando posiciones que revelan su gran capacidad militar organizativa. Cuando comienza la batalla de Santiago, Mella no se encuentra en el lugar del combate, aunque parte importante de los méritos son suyos porque dispuso las primeras instrucciones y escogió a Imbert como lugarteniente..
Los acontecimientos tomaron un giro diferente después de la victoria de Azua el 19 de marzo. Duarte se presentó en el Cibao y Mella, entusiasmado e impulsivo, lo proclamó Presidente de la República. Esa acción rompió el equilibrio de las fuerzas que dirigían la joven república y terminó imponiéndose el sector social más atrasado, encabezado por Pedro Santana y Tomás Bobadilla. Los auténticos héroes nacionales son declarados traidores a la patria y expulsados de por vida del territorio nacional. Volvió, junto con Sánchez, al país en 1848 amparado por la amnistía decretada por el Presidente Manuel Jiménez.
Cuando Faustino Soulouque invade el país, Mella se incorporó al Ejército, destacándose en la famosa Batalla de Las Carreras y termina siendo secretario de Pedro Santana. Luego de la renuncia del Presidente Jiménez, electo Báez Presidente de la República, en septiembre de 1849, es nombrado Secretario de Estado de Hacienda y Comercio. Separados y enemigos Santana y Báez, Mella seguirá al lado del primero. Siempre lo prefirió al segundo, hasta que la causa de la anexión a España los enemistó para siempre.
Entre 1849 y 1861, en enero, cuando rechaza frente a Santana el proyecto de anexión, ocupará Mella importantes cargos civiles y militares. Comandante de Armas, Ministro de la Guerra, Gobernador, Ministro Plenipotenciario y Enviado Extraordinario en Misión Especial frente al Gobierno español, para gestionar el reconocimiento de la República o del Protectorado. En julio de 1856 se le encomendó preparar un proyecto de ley para organizar el Ejército. Ya se le tenía y respetaba como un entendido en asuntos militares.
Y lo demuestra cuando se inicia la Guerra Restauradora. Incorporado al Movimiento, en agosto de 1863, se le confiaron importantes misiones. Viajó al sur atravesando la Cordillera Central por Constanza, con el encargo de organizar las tropas restauradoras dirigidas por Pedro Florentino. Es designado Ministro de la Guerra y elabora el Manual de Guerra de Guerrillas que dirige por medio de una circular de fecha 26 de enero de 1864 y que recoge toda la experiencia del pueblo dominicano en esta forma singular de lucha.
El general Mella, mientras rendía sus útiles servicios a la causa, fue atacado de disentería y exhaló el último aliento en extrema pobreza el 4 de junio de 1864. Vivía entonces en una mala casita, de las improvisadas después del incendio, sita al pie del fuerte San Luis, en Santiago de los Caballeros. Murió con la singular distinción de ser dos veces prócer de la República. Pidió que lo enterraran envuelto en la Bandera Nacional y, así se hizo.