Родился 15.11.1922 в деревне Блудово, ныне Березовая Роща Кольчугинского района Владимирской области, в семье крестьянина. Русский. Член КПСС с 1943. Окончил среднюю школу, учился в аэроклубе в Москве.

В Советской Армии с 1940. Окончил Тамбовскую военно-авиационную школу пилотов в 1941.

На фронте с декабря 1941.

Заместитель командира эскадрильи 707-го штурмового авиаполка (189-я шад, 17-я воздушная армия, 3-й Украинский фронт), старший лейтенант.

К марту 1945 совершил 207 боевых вылетов на штурмовку войск противника.

Звание Героя Советского Союза присвоено 18.8.45.

После войны продолжал службу в ВВС. В 1952 окончил Военно-воздушную академию. С 1961 полковник Шмелев — в запасе. Жил в Москве.

Награжден орденом Ленина, 3 орденами Красного Знамени, орденом Александра Невского, 2 орденами Отечественной войны 1 степени, орденом Отечественной войны 2 степени, 2 орденами Красной Звезды, медалями.

Умер 8.8.1986.

Сочинения: Небо доброе и злое. М., 1979; В бой на штурмовиках. М., 1986 и другие.