При заключении под стражу японцы переписали их фамилии и в дальнейшем ежедневно производили переклички. 8 апреля утром Лазо, Сибирцев, Петров и Луцкий были вызваны по их вымышленным фамилиям и отправлены неизвестно куда. Как впоследствии стало известно, все они были казнены. Всю остальную часть, в том числе и Мельникова, отправили в казармы, где они просидели до 11 апреля, после чего были освобождены.

Лазо, Сибирцев, Петров и Луцкий были казнены, потому что при опросе японцев выступили вперед как командиры и, очевидно, были доставлены в японский штаб. По-видимому, они были опознаны и казнены. Мельников вместе с ними вперед не выступал, остался в толпе бойцов и не был опознан.

После освобождения Мельников был отправлен Приморским областным комитетом на Амур, где назначен комиссаром штаба Амурского фронта, позже комиссаром 2-й амурской армии и членом Реввоенсовета Восточного фронта. В феврале 1922 г. откомандирован в Разведуправление Сибири, где начальником в то время был Вележев, бывший с ним в 1918 г. в плену у японцев.

Попал он в Разведупр Сибири с приездом Блюхера. В это время Реввоенсовет восточного фронта был расформирован, Мельников был сначала откомандирован в Читу, откуда по просьбе Вележева был назначен к нему заместителем. На работе в Разведупре в Сибири он пробыл около двух месяцев. После реорганизации Разведупра был направлен в Москву, где работал начальником восточного сектора Разведупра Штаба РККА (с июня 1922 г. по май 1923 г.).

В это время Мельников никакой работы для японской разведки не вел. С 1918 г. он потерял с ними связь и сам ее восстанавливать не собирался.

В июне 1923 г. Мельников был назначен резидентом Разведупра в Харбине, где формально являлся секретарем советского консульства. В мае 1924 г. он неожиданно встретил в Харбине на улице Ямазаки, который вербовал его в 1918 г. в Хабаровске. Они узнали друг друга. Ямазаки предложил Мельникову пойти в ресторан и там напомнил о подписке и предложил работать для японской разведки. Мельников согласился. Ямазаки в то время работал в качестве руководителя японской разведки в Харбине и служил в ЯВМ.

Он интересовался работой Мельникова за шесть лет, истекшие с момента его вербовки в Хабаровске. Упрекал его в том, что он не поддерживал связи с японской разведкой. Ямазаки потребовал сведений о личном составе консульства с характеристиками сотрудников, интересовался тем, кто являлся резидентом ГПУ и Разведупра. Просил добыть шифры консульства, шифрованную и секретную переписку, сведения о политике СССР на КВЖД и списки лиц, уезжающих в Советскую Россию.