2017 erhielt Lelio für seinen Spielfilm "Eine fantastische Frau" erneut eine Einladung in den Wettbewerb der 67. Internationalen Filmfestspiele Berlin. Der Film stellt die junge Kellnerin und Transgender-Frau Marina (dargestellt von Daniela Vega) in den Mittelpunkt, die von einer Karriere als Sängerin träumt und gleichzeitig mit dem plötzlichen Tod ihres Lebensgefährten konfrontiert wird. Der Film brachte Lelio auf der Berlinale den Teddy Award sowie den Silbernen Bären für das beste Drehbuch ein. Ein Jahr später wurde "Eine fantastische Frau" als offizieller chilenischer Beitrag bei der Oscarverleihung 2018 als "Bester fremdsprachiger Film" ausgezeichnet.