Il suo quinto film, "The Tree of Life", girato nel 2008 principalmente a Smithville (Texas), ha nel cast Sean Penn, Jessica Chastain e Brad Pitt. Vincitore della Palma d'Oro al 64º Festival di Cannes, viene presentato in concorso nel maggio 2011, dopo un'attesa di quasi due anni (la sua uscita era inizialmente prevista per il dicembre 2009). La trama del film ruota intorno a una famiglia texana degli anni cinquanta e alla progressiva crescita del primogenito Jack dall'innocenza e dalla bellezza della vita sperimentata nell'infanzia, alla disillusione dell'età adulta. Jack si sente un'anima persa nel mondo moderno; attraverso un percorso interiore cercherà il significato della vita e tenterà anche la riconciliazione con il padre, con il quale ha avuto un rapporto difficile. Il film, dall'impatto visivo molto ricercato (lo stile immaginifico e l'atmosfera di alcune parti richiamano, a detta dei critici, "" di Kubrick), cerca di oltrepassare l'individualità della storia per mostrare, appunto come dice il titolo, «l'albero della vita», le sue radici (l'origine della vita) e i suoi fini, quel senso a cui l'uomo anela. Nonostante alcune critiche, il film ottiene una buona accoglienza, venendo considerato tra i migliori del regista, e vince anche il FIPRESCI Award come miglior film dell'anno e riceve tre candidature ai Premi Oscar 2012, miglior film, miglior regista per Malick, e miglior fotografia per Emmanuel Lubezki.