Лингвист по образованию, попробую разложить.
Ощущение "мелодичности" складывается из нескольких фонетических особенностей:
1. Вокализм (система гласных)
В украинском 6 гласных фонем, как и в русском, но их реализация отличается. Главное: безударные гласные в украинском не редуцируются так сильно, как в русском. Русское "молоко" звучит как [мълако], первый слог почти проглатывается. Украинское "молоко" произносится с более четкими гласными на каждом слоге. Каждый слог "звучит", создавая ощущение равномерного ритма.
2. Мягкость и палатализация
Украинский сохранил мягкие согласные, но при этом в нем есть специфические звуки, которых нет в русском: например, фрикативный [г] ("г" как мягкий выдох, ближе к "h"), мягкие [ц'], [з'], [с'] в позициях, где русский использует твердые. Это добавляет текучести.
3. Чередование i/o/e
Исторические чередования ("нiч" - "ночi", "сiм" - "семи") создают фонетическое разнообразие внутри парадигмы одного слова. Язык постоянно "переключается" между звуками, что делает его менее монотонным.
4. Интонационный контур
Украинская интонация в повествовательных предложениях более плавная, с мягким понижением к концу. В русском интонация часто более "рубленая", с резкими перепадами.
5. Суффиксы и окончания
Обилие уменьшительно-ласкательных суффиксов (-очк-, -ечк-, -еньк-, -оньк-) и частое использование звательного падежа ("мамо!", "Тарасе!") добавляют эмоциональной мягкости.
При этом, "мелодичность" - категория субъективная. Итальянский часто называют мелодичным по похожим причинам: открытые слоги, четкие гласные, плавная интонация. А вот для носителя японского, например, мелодичным покажется финский из-за похожей ритмической структуры.
Восприятие красоты звучания языка сильно зависит от культурного контекста слушателя.