Наступною роботою режисера стала фантастична психологічна драма «Меланхолія», зйомки якої проходили з 22 липня по 8 вересня 2010 у Швеції. Головні ролі у фільмі виконали Кірстен Данст та Александр Скарсгард, Шарлотта Генсбур зіграла сестру головної героїні. Прем'єра стрічки відбулася у рамках 64-го Каннського кінофестивалю. Післяпрем'єрна прес-конференція Ларса фон Трієра стала скандальною через те, що режисер сказав, що може зрозуміти Гітлера як людину. За це висловлювання керівництво фестивалю заборонило Трієру бути присутнім на ньому.