Omkring 500 av dem lyckades ta sig över det hårdbevakade staket som skiljer territoriet från Marocko, uppger spanska säkerhetsstyrkor i ett uttalande.
Enligt myndigheterna använde migranterna krokar för att ta sig över staketet och tre spanska Guardia Civil-poliser och tre migranter skadades lindrigt vid stormningen.
Melilla och Ceuta, en annan spansk stad i Marocko, är EU:s enda landgränser med Afrika. Många afrikanska migranter försöker ta sig in den vägen, antingen genom att klättra över staket vid gränsen eller simma längs kusten, för att sedan försöka ta sig vidare till fastlandet i Europa.