В 2011 году Данст снялась в фантастическом фильме «Меланхолия» в роли молодой женщины, предчувствующей конец света. Премьера фильма, в котором также снялись такие звёзды, как Шарлотта Генсбург, Кифер Сазерленд и Шарлотта Рэмплинг, состоялась на Каннском кинофестивале в 2011 году. Фильм получил положительные отзывы критиков, которые также похвалили работу Данст. Стивен Леб из «Southampton Patch» написал: «Этот фильм принёс лучшее Ларсу фон Тиеру и его звёздам. Данст так хорошо в этом фильме сыграла свою роль, в отличие от других она никогда не старается… Даже если фильм и не является невероятным произведением искусства, этого Данст было достаточно, чтобы рекомендовать его». Сухдев Сэндху писал из Канн в «The Daily Telegraph»: «Данст исключительна и настолько убедительна в главной роли, сразу чувствуется, что это её карьерный прорыв». Данст выиграла несколько премий за свою работу, включая «Лучшая актриса» в Каннах и «Лучшая актриса» в США в «Национальном обществе кинокритиков».