Im Jahr 2011 stellten die Brüder den Film "Der Junge mit dem Fahrrad" fertig, der ihnen die fünfte Einladung in den Wettbewerb der Filmfestspiele von Cannes bescherte. Im Mittelpunkt steht ein zwölfjähriger Junge, der das Kinderheim verlässt, um seinen Vater zu suchen, und dabei von einer Friseuse (gespielt von Cécile de France) unterstützt wird. Mit diesem Film gewannen die Brüder Dardenne den Großen Preis der Jury; ihr Drehbuch wurde wiederum mit dem Europäischen Filmpreis ausgezeichnet.