Se ignora el lugar y fecha de su nacimiento, probablemente a fines del siglo XVI. Alumno de Franciszek Lilius, se sabe de él por primera vez en 1632 como músico de la capilla real de Varsovia, donde probablemente había estado activo durante varios años, principalmente como compositor. Desde 1645 hasta su muerte fue director de música del hermano del rey, Karol Ferdynand Waza, Obispo de Plock (la corte del obispo se estableció principalmente en Varsovia y en sus residencias cercanas). Sus contemporáneos polacos reconocían a Mielczewski como un compositor de avanzada.

Aunque sólo dos de sus obras fueron impresas en el siglo XVII, fueron interpretadas en el extranjero, como lo demuestran manuscritos que contienen algunas de ellas en archivos en la República Checa y Alemania. Matthias Schacht incluyó una entrada suya en su "Musicus danicus" (completado en 1687), y Nikolay Diletsky, probablemente uno de sus alumnos, también se refirió a él y citó extractos de sus obras en su tratado "Musikiyskaya grammatika". 

Mielczewski fue de hecho uno de los principales compositores polacos de su tiempo, y su producción fue grande y variada. El principio del concertato domina todo su cuerpo de obras vocales acompañadas,  y la escritura polifónica y homofónica se subordinan igualmente a él. Compuso una amplia variedad de concertatos sacros para pocas y muchas voces así como muchas obras policorales, y fue el primero en introducir el rondó concertato veneciano en la  música polaca. El estilo de sus concertatos en pequeña escala, en que se da completa expresión a las palabras, sugiere que también debe haber compuesto piezas vocales e instrumentales seculares, como madrigales, que no han sobrevivido.

Las misas acompañadas y motetes para gran número de intérpretes continuaron la tradición  policoral de la escuela veneciana y también incluyen pasajes solistas virtuosos en contraste con el tutti. Sus canzonas instrumentales son bien definidas en forma e incluyen estructuras de arco. Mielczewski también incluyó canciones religiosas polacas populares en sus obras sacras, dándoles así un carácter local específico: por ejemplo, su Missa super "O gloriosa domina" está basada en una conocida melodía popular polaca.