Marjolien Tambayong dilahirkan di Tondano, Sulawesi, Hindia Timur Belanda, pada 22 Ogos 1939. Melalui bapanya, Marinus van Rest, yang berketurunan Belanda, beliau mengambil nama keluarganya daripada bapa tirinya, Tambayong. Beliau berpindah ke Jakarta dan menjadi seorang model, menggunakan bentuk diminutif namanya, Lientje. Pada lewat 1950an beliau menjadi ahli kumpulan wanita The Baby Dolls; yang turut dianggotai oleh Indriati Iskak, Gaby Mambo, dan Baby Huwae.[1] Pada 1958, Marjolien membuat kemunculan filem pertamanya dengan watak peranan kecil dalam Djuara Sepatu Roda, yang dibintangi oleh Indriati Iskak.[1]

Beliau menggunakan nama pentas Rima Melati sekitar 1960. Beberapa sumber, termasuk Ensiklopedia Jakarta, menulis bahawa ini berlaku berikutan kelahiran mati seorang kanak-kanak yang beliau mahu nama Rima sempena watak lakonan Audrey Hepburn dalam filem Green Mansions; apabila beliau menggertak Presiden Indonesia Soekarno, beliau mengesyorkan yang beliau mengambil nama itu untuk dirinya sendiri, kerana nama lahirnya seakan "terlalu kebarat-baratan".[2][3][4] Dalam temuramah bersama The Jakarta Globe, bagaimanapun, Tambayong menyatakan bahawa beliau mendapat nama itu kerana beliau pergi Istana Presiden untuk mendapatkan to petrol. Beliau telah dipanggil untuk bercakap dengan Presiden Soekarno, dan memberitahu namanya terlalu kebaratan. Tambayong kemudiannya menggabungka nama watak Hepburn dengan Melati, nama anak perempuan bakatnya.[5]

Rima Melati mengambil peranan pertamanya dalam filem Kasih Tak Sampai pada 1961.[1] Sepanjang lebih dua tahun, beliau berlakon dalam sepuluh lagi filem, termask Djantung Hati (1961), Violetta (1962), dan Kartika Aju (1963).[6] Beliau juga membuat beberapa kemunculan di rangkaian televisyen Negara, TVRI yang baru ditubuhkan.[2] Selepas menyiapkan Kunanti Jawabmu (1963), Melati berehat dari bidang lakonan;[1] Ensiklopedia Jakarta mengaitkannya dengan perkahwinan semulanya.[2]

Melati kembali ke layar perak pada 1969, selepas berkahwin dengan Ir. Herwindo, dengan peranan dalam filem Wim Umboh Laki-Laki Tak Bernama.[2] Dua puluh tahun seterusnya, beliau muncul sebanyak 17 filem, termasuk arahan sulung Teguh Karya Wadjah Seorang Laki-Laki (1971), arahan sulung Sjumandjaja Lewat Tengah Malam (1971), dan kolaborasi Indonesia-Belanda Max Havelaar (1975).[1] Beliau menerima pelbagai anugerah dan pencalonan sepanjang tempoh ini, termasuk Anugerah Citra bagi Pelakon Wanita Terbaik di Festival Filem Indonesia 1973 menerusi Intan Berduri (1972).[7]

Melati berkahwin dengan Frans Tumbuan, dengannya beliau bertemu semasa bercuti di Belanda, pada 1973.[8] Tumbuan, seorang pengusaha restoran yang tinggal di Belanda ketika itu, berpindah ke Jakarta, dan pasangan itu membuka beberapa restoran, termasuk La Bistro, La Bodega, dan Jaya Pub;[2] yang terakhir, ditubuhkan pada 1975, ialah bar tertua Jakarta dan dianggap sebagai "ikonik".[9] Tumbuan juga berlakon, membintangi filem sulungnya Bung Kecil; filem ini memulakan penerbitan pada tahun 1978, tetapi hanya dikeluarkan pada tahun 1983 kerana masalah dengan biro penapisan.[10] Melati dan Tumbuan kekal bersama sehingga kematian suaminya pada 2015.[8]

Pada 1989, selepas menjalani penggambaran Sesaat dalam Pelukan[1] Melati disahkan menghidap kanser payudara Tahap 3B. Beliau menjalani rawatan selama setahun setengah, melancong ke Belanda sebagai pembedah Indonesia yang tidak mampu menjalani mastektomy.[5] Beliau tidak kembali ke pawagam sehingga 1994, apabila beliau muncul daam Sesal. Diarahkan oleh rakannya Sophan Sophiaan,[1] filem ini dibintangi oleh Sophiaan sebagai penulis yang tidak mampu menemani isterinya, dilakonkan oleh Widyawati, yang sedang uzur.[11] Pada 1997 Melati mengarahkan siri televisyen Api Cinta Antonio Blanco (1997), berdasarkan dari kehidupan Antonio Blanco, seorang pelukis Sepanyol-Amerika yang menetap di Bali.[1]

Melati telah membuat beberapa filem selepas alaf baru, termasuk Banyu Biru (2004) dan Ungu Violet (2005). Setakat 2016[update], filem ceteranya yang terkini ialah Ayah, Mengapa Aku Berbeda? (2011).[6] Dalam temuramah pada 2012, beliau menyatakan tidak berhasrat untuk kembali ke filem atau televisyen.[5] Beliau kini menjadi pereka fesyen[3] dan telah berkempen untuk kesedaran kanser payudara melalui Yayasan Kesihatan Payudara Jakarta.[5]