L'année 2011 lui permet de revenir sur le devant de la scène : elle devient d'abord l'égérie de Bulgari pour le parfum "Mon Jasmin Noir", puis revient à Cannes cette fois en vedette du nouvel opus d'un favori de la croisette, Lars von Trier. Pour son rôle de Justine dans le drame psychologique noir "Melancholia", elle décroche le Prix d'interprétation féminine de ce festival de Cannes. De retour aux États-Unis, elle est nominée pour une multitude d'autres prix, et en remporte beaucoup. Le film est, à ce jour, le plus grand succès critique de sa carrière.