Le festival du film de Berlin a vu la présentation d"'Ennemis jurés", adaptation d'une tragédie de Shakespeare réalisé par Ralph Fiennes, qui tient l'un des rôles principaux, dans lequel Chastain tient le rôle de Virgilia. Son rôle suivant l'oppose à Brad Pitt dans le drame expérimental "The Tree of Life" de Terrence Malick. Pour ce film où elle incarne une mère aimante de trois enfants dont elle a tourné ses scènes en 2008, Chastain a signé pour le long-métrage sans recevoir de scénario traditionnel de la part de Malick et a improvisé sur plusieurs scènes et dialogues avec Pitt. Elle considère son rôle comme , et pour s'y préparer, elle pratique la méditation, étudie des peintures de la Vierge et lit des poèmes de Thomas d'Aquin. Après plusieurs retards concernant sa sortie, "The Tree of Life" est présenté en avant-première au Festival de Cannes et obtient une réception polarisée de la salle, mais est salué par la critique et remporte la Palme d'or. Justin Chang de "Variety" appelle le film et honore Chastain en jouant son rôle avec une .