Von September 2011 bis Februar 2012 drehte DiCaprio unter der Regie von Baz Luhrmann in Sydney die Romanverfilmung "Der große Gatsby" in 3-D. Er übernahm darin die Titelrolle des Jay Gatsby. Die zweite Hauptrolle übernahm sein enger Freund Tobey Maguire. Es war bereits die zweite Zusammenarbeit zwischen DiCaprio und Luhrmann nach "William Shakespeares Romeo + Julia" im Jahre 1996. Der Film eröffnete die 66. Internationalen Filmfestspiele von Cannes und lief am 16. Mai 2013 in den deutschen Kinos an.