Oś filmu skupia się na siostrach, Justine i Claire (Kirsten Dunst i Charlotte Gainsbourg), które oddalają się od siebie. Justine wychodzi za mąż za Michaela (Alexander Skarsgård), a fabuła filmu rozgrywa się podczas ich uroczystości weselnej. Okazuje się, że Justine cierpi na depresję (pot. 'melancholię'), co paradoksalnie sprawia, że gdy Ziemia jest zagrożona zderzeniem z samotną planetą (której nadano nazwę Melancholia), zachowuje ona spokój i pomaga najbliższym przygotować się do katastrofy.
Fabule towarzyszą obszerne poetyckie sekwencje obrazujące zbliżające się zderzenie planet (motywem przewodnim polskiego plakatu promującego film był tekst „To będzie piękny koniec świata”[4]). Ich sens staje się jasny w końcowej części filmu[5][6].
Film zaprezentowano po raz pierwszy 18 maja 2011 na 64. MFF w Cannes. Po projekcji filmu nastąpiła konferencja prasowa z twórcami obrazu. Podczas konferencji reżyser filmu Lars von Trier na pytanie o inspiracje w filmie niemieckim romantyzmem, zaczął opowiadać zaskoczonym dziennikarzom dowcipy o Żydach, a następnie wyznał, iż „rozumie Hitlera” i że „był nazistą”. Wypowiedzi duńskiego reżysera wywołały szok, a sam reżyser wystosował oficjalne przeprosiny. Pomimo przyjęcia przeprosin reżyser został wydalony z festiwalu[7]. Tym niemniej film uzyskał nominację do Złotej Palmy[8].