Argentina och Barcelona framåt straffades för att leda "olyckliga ord" vid en biträdande domare i torsdagens 1-0 seger över Chile.
Messi, som gjorde det enda målet i kvalet, blev arg när han blev flaggad för en ful, viftande och skrikande åt assistenten som svar.
29-åringen bötfälldes också 8 100 pund.
Han kommer att sakna sitt lands nästa fyra tävlingsmatcher.
Argentina är tredje i Sydamerika kvalificering, med de fyra bästa lagen avancerar till nästa sommars finaler i Ryssland. Det finns fem matcher kvar att spela.
Lionel Messi har förbjudits för fyra internationella matcher - bara fem och en halv timme innan Argentinas VM kval mot Bolivia sparkar igång.