Родился 2.8.1917 в Москве в семье рабочего. Русский. Член КПСС с 1940. Окончил 10 классов. Работал инструктором по авиамоделизму. Окончил аэроклуб в 1938.

В Советской Армии с 1938. Окончил Борисоглебскую военно-авиационную школу в 1940.

На фронтах Великой Отечественной войны с июня 1941.

Командир эскадрильи 4-го истребительного авиационного полка (287-я истребительная авиационная дивизия, 4-я воздушная армия, Северо-Кавказский фронт) майор Шмелев к концу мая 1943 совершил 198 боевых вылетов. В 35 воздушных боях лично сбил 14 и в составе группы 10 самолетов противника.

Звание Героя Советского Союза присвоено 24.8.43.

В 1947 окончил Высшие летно-тактические курсы командиров частей. Командовал авиационным полком. С 1957 полковник Шмелев — в запасе. Жил в Москве. Работал на ВДНХ СССР.

Награжден орденом Ленина, 5 орденами Красного Знамени, орденами Александра Невского, Отечественной войны 1 степени, 2 орденами Красной Звезды, медалями.

Умер 25.12.1979.