بدأت موهبة الفنان ​ملحم زين​ بالظهور في سن السابعة، حيث غنى " لسه فاكر " للسيدة ​أم كلثوم​، وأثنى على صوته كل من سمعه، وشارك في عمر الحادية عشر بمهرجان مدرسي للأغنية ضمّ جميع مدارس لبنان، وحاز المركز الأول عن منطقته.
الا ان شهرته وصلت الى ذروتها حين شارك في برنامج " ​سوبر ستار​ "، الذي كان عرض على شاشة تلفزيون المستقبل، وكان حينها الفنان الياس الرحباني يترأس لجنة التحكيم، وتألق الفنان ملحم زين بشكل كبير وذلك بسبب صوته الجبلي الرائع الذي أبهر الجمهور العربي.