L’altro Mondiale: la sfida SBK
Nel 2011 Melandri lascia il mondo dei prototipi e
passa alle derivate di serie, come aveva fatto Max Biaggi qualche anno prima. Melandri farà parte del team ufficiale Yamaha YZF R1 nel mondiale Superbike. Durante il week-end d'esordio conquista un terzo posto in Gara 2 sul tracciato australiano di Phillip Island dietro a Biaggi.
A Donington, in Gara1 ottiene la sua prima vittoria nel Mondiale Superbike, riuscendo a rimontare dalla decima posizione in cui si trovava dopo la terza curva. Riesce a rimontare anche in Gara2 chiudendo la gara al secondo posto. Dalla sua prima vittoria Marco riesce a conquistare altri dodici podi tra cui tre primi posti (Gara 1 in Spagna, gara 1 in Repubblica Ceca e Gara 2 in Portogallo). Durante la stagione
la rivalità con Max Biaggi si accende con duelli incredibili a ogni gran premio, ma alla fine del campionato è
Carlos Checa a gioire, chiudendo il mondiale con 505 punti. Dietro lo spagnolo, termina Marco Melandri con 395 punti, 92 punti di vantaggio sul pilota romano.
Melandri nel 2012 passa alla BMW e nel gran premio d’esordio a Phillip Island, conquista il 2º posto dopo esser scattato dalla tredicesima posizione guadagnata in qualifica, e ottiene subito il miglior risultato mai conquistato nel Campionato mondiale Superbike da BMW. Da Gara 1 in poi, però, le cose non si mettono benissimo per il pilota italiano che deve attendere la quinta tappa del mondiale, a Donington, per tornare sul podio e lo fa vincendo Gara 1. È la prima vittoria della casa tedesca tra le derivate di serie, ma nella manche successiva Melandri è costretto al ritiro dopo che la moto di Haslam travolge Marco. La tappa successiva si svolge negli Stati Uniti, al Miller Motorsports Park.
Marco va fortissimo con la sua BMW e dopo un secondo posto ottenuto in Gara 1, riesce a conquistare la sua seconda vittoria in stagione nella seconda sessione dopo un duello spettacolare con
Jonathan Rea, concluso con un sorpasso sull'inglese all'ultimo giro.
Dopo un gran premio poco positivo a Misano, riesce a riprendersi ad Aragon conquistando un secondo e un primo posto. Risultati molto positivi che portano il ravennate a ottenere la prima doppietta stagionale sul circuito ceco di Brno (prima doppietta anche per BMW).
In Gara 1 l’effetto rimonta riesce a intervenire quando a un terzo della gara la pista, inizialmente umida, si asciuga e permette al pilota BMW di recuperare e sorpassare tutti gli avversari, mentre in Gara2 dopo un duello con Sykes, riesce a conquistare la vittoria grazie a un sorpasso decisivo all’ultimo giro. A Silverstone le cose non vanno per il meglio, solo un settimo e ottavo posto nel weekend ma a Mosca torna a comandare: secondo in Gara 1, vinta da Sykes, e vittoria nella seconda manche che vince la battaglia con l’inglese.
Melandri è davvero vicino alla conquista del titolo grazie ai 18,5 punti in più rispetto al pilota romano.
Ma le corse sono le corse, verrebbe da dire e nella tappa tedesca Melandri scivola in entrambe le manche perdendo non solo la vetta della classifica ma anche tanto terreno rispetto agli avversari: Biaggi vince Gara 1, ma non riesce a ripetersi in gara 2 dove chiude solo 13° mentre Sykes riesce a conquistare buoni punti con un quarto e un quinto posto.
Le
possibilità di Mondiale svaniscono per Marco quando a Portimão in Gara 1 entra in contatto con Biaggi, scivolando insieme alle speranze di conquistare il titolo. A Magny-Cours, nella tappa conclusiva della stagione, arriva secondo sul bagnato in Gara 1 e, anche se aritmeticamente avrebbe ancora chance per il titolo, la lotta è tra Biaggi e Sykes. A onor di cronaca, Melandri cade in Gara2 e conclude la propria stagione al terzo posto con 328,5 punti.
Nel
2013 Melandri continua con BMW, ma la casa tedesca ha ritirato il team interno e il reparto racing per la Superbike viene gestito dalla filiale italiana. La stagione del pilota romagnolo parte male con un incidente a Phillip Island ma in Gara 2 riesce a rifarsi e centrare il podio, dietro a Laverty e Guintoli, entrambi piloti Aprilia.
Dopo la tappa Australiana Melandri si opera alla spalla destra per eliminare alcuni problemi che gli causavano dolore durante la guida e chiude la tappa spagnola con un terzo e un quinto posto. Ad Assen però incappa nella sfortuna meccanica: si rompe la catena della sua BMW e nella seconda tornata chiude ottavo. Weekend da dimenticare per Marco che prova a recuperare a Monza. Il weekend italiano è super positivo grazie alla prima vittoria stagionale e a un secondo posto nelle due manche. In Gara1 fondamentale la battaglia vincente con Tom Sykes e Eugene Laverty con un sorpasso decisivo, compiuto sul nordirlandese, all'ultimo giro alla Parabolica. Trova la vittoria in altre due occasioni lungo la stagione: in Gara 1 a Portimão e Gara 1 a Mosca. Dalla tappa russa in poi Marco conquista solo cinque podi (due terzi posti e tre secondi posti). Conclude la stagione con 359 punti e il 4º posto assoluto nella classifica piloti.