Eskiltunas styrelse tar beslutet eftersom resultaten i superettan inte motsvarat förvändningarna. Och bedömer att tidpunkten är rätt för att göra en förändring.
AFC ligger på tiondeplats i tabellen, med tre segrar och två oavgjorda efter nio spelade matcher. Förlusten mot Brage borta i söndags blev Melkemichels sista på Eskilstunas bänk.
53-åringen har tidigare framgångsrikt tränat Syrianska och förde Djurgården till cupguld 2018.
Sportchefen Jawad al-Jebouri tar tillfälligt över laget, som möter Falkenberg hemma på lördag.
