1959年、「ピーナッツ」を起用したCF制作でシュルツ氏と知り合い、「ピーナッツ」のアニメーションを手がけることになる。1964年に自身の会社、「ビル・メレンデス・プロダクションズ」を設立し、1965年に初のTVアニメーションスペシャル”A Charlie Brown Christmas”を手掛ける。これが最初のエミー賞受賞作品となる。以降60タイトル以上の「ピーナッツ」の作品、370以上のコマーシャルを手がけ、時にはスヌーピーやウッドストックの声を務めたこともあった。
メレンデス氏は、「ピーナッツ」を大ヒットさせたほか、「ガーフィールド」、「象のババール」も手がけている。ハンドルバーと呼ばれる横に分けたヒゲをトレードマークとし、アニメーターとしてばかりか、声優、ディレクター、プロデューサーとしても知られている。特にチャールズ・シュルツ作品には貢献しており、エミー賞を17回ノミネート、そして8回受賞しているほか、オスカーへのノミネートも経験している。 ビル・メレンデス・プロダクションズは、息子のスティーブン氏によって引き継がれるという。彼の財産の一部は氏の遺志により、ロサンジェルス小児病院に寄付される。