В 2005 году Иньярриту начал работу над своим третьим фильмом «Вавилон», последним в трилогии о смерти — фильмах, связанных единой тематикой и общим приёмом нелинейного изложения сюжета трёх различных историй, связанных между собой. Сценарий снова был написал Гильермо Арриага, действие происходит в 4 странах — Марокко, Мексике, США и Японии, а персонажи говорят на 4 разных языках. В фильме снялись как мировые звёзды, Брэд Питт, Кейт Бланшетт, Гаэль Гарсиа Берналь, так и малоизвестные, Адриана Барраса и Ринко Кикути, так и непрофессиональные актёры на территории Марокко и Японии. Фильм участвовал в основном конкурсе Каннского фестиваля, Иньярриту получил награду за лучшую режиссуру и стал первым режиссёром мексиканского происхождения, удостоенного такой награды. Вавилон был номинирован на 7 наград Американской академии, включая награды за лучшую режиссуру и лучший фильм, а Иньярриту стал первым мексиканским режиссёром, который был номинирован на «Оскар» за режиссуру. Густаво Сантаолалья, композитор фильма, получил «Оскар» за лучший саундтрек. Также «Вавилон» получил «Золотой глобус» как лучший драматический фильм. После этого, третьего совместного фильма Иньярриту и Арриага прекратили сотрудничать над сценариями, чтобы сосредоточится на собственных работах и продолжать развиваться как кинематографисты.