С 1961 Тарковский – режиссер киностудии «Мосфильм». Его полнометражным дебютом стал фильм Иваново детство (по мотивам рассказа В.О.Богомолова Иван). Пронзительно-трагическая история о попавшем на фронт подростке (Н.Бурляев), с ее контрастным противопоставлением светлого мира детства и мрачных реалий войны, произвела подлинную сенсацию в мировом кино (Гран-при МКФ в Венеции, 1962; приз МКФ в Сан-Франциско, 1962; ряд других призов). При очевидном тяготении к стилистике Р.Брессона и А.Куросавы молодой русский режиссер обнаруживал талант самоценного, оригинально мыслящего художника.

Тогда же режиссер приступил к работе над картиной об Андрее Рублеве. В сценарии, написанном совместно с А.Михалковым-Кончаловским, проглядывала двойственность костюмно-исторической саги и авторского фильма-проповеди. Съемки картины (начаты в 1964) проходили сложно. Ее метраж не укладывался в стандартные прокатные рамки, подчеркнутые христианско-эзотерические мотивы и непривычная для советского экрана изобразительная экспрессия раздражали кинематографическое начальство. В 1966 Андрей Рублев (Страсти по Андрею) был завершен, но в прокат не вышел. В 1969 французская фирма, получившая права на зарубежный прокат Рублева, с успехом показала его на Каннском фестивале (премия ФИПРЕССИ, 1969). После этого фильм на многие годы стал объектом зрительского ажиотажа в СССР, а Тарковский прочно утвердился в звании главного «эстета» и «нонконформиста» советского экрана.

Вскоре его эстетическое и идейно-нравственное кредо нашло столь же яркое выражение и в жанре кинофантастики. В отличие от Рублева, герои философско-фантастической драмы Солярис (по одноименному роману С.Лема) – это представители технократической цивилизации будущего, обитающие в искусственном мирке космической станции. Однако и здесь Тарковский провел свою идею изначальной, «божественной» духовности человека, продлив ее за пределы национальных и культурных границ (в атрибутике фильма рублевская Троица равноправно уживается с музыкой И.С.Баха и картинами П.Брейгеля, а композиция финального кадра является буквальной цитатой Рембрандта). В Каннах (1972), кроме Специального приза жюри, Солярис получил еще и Приз Международного евангелического центра.

Высшим достижением Тарковского стало Зеркало (1974), где его муза философско-поэтической рефлексии не сковывается рамками традиционного сюжета, а лишь находит нужный ей фрагмент в богатом наборе визуальных ассоциаций и воспоминаний художника – автора и героя. Смысловая структура картины оказалась удивительно многомерной – наряду с философско-поэтическими «кодами» в некоторых эпизодах легко расшифровывалась и нота политического инакомыслия (эпизод в типографии и др.). Фильм практически не получил проката и обострил скрытое противостояние режиссера и власти. Примериваясь к новому проекту, Тарковский пишет сценарии, читает лекции по режиссуре, ставит Гамлета в Театре Ленинского комсомола. (1977). Вышедший в 1979 Сталкер (по повести А. и Б.Стругацких Пикник на обочине; специальная премия экуменического жюри МКФ в Каннах, 1982) выглядел в некотором роде компромиссом: угрожающе-таинственная и одновременно сулящая исполнение любых желаний «зона» могла быть намеком на кризис технократической (иначе – «капиталистической») цивилизации, в этом же ключе можно было толковать и смысл диалогов, которые ведут между собой писатель (А.Солоницын) и профессор (Н.Гринько). В 1980 Тарковскому было присвоено звание народного артиста РСФСР. Вместе с тем на деле конфликт только углубился.

Ностальгию Тарковский снимал в Италии. В переживаниях главного героя, оторванного от родных корней писателя Горчакова (О.Янковский), практически «зеркально» отразилось его собственное состояние душевной горечи и отчаяния. Будучи убежденным, что ни этот фильм, ни его дальнейшие работы не будут должным образом оценены в СССР, Тарковский принял решение остаться за границей. К сожалению, ни Ностальгия, удостоенная «Гран-при» за режиссуру в Каннах (1984), ни снятое в Швеции Жертвоприношение (специальный приз жюри МКФ в Канне, 1986) – мессианская драма-предсказание о грядущей атомной катастрофе, не открыли в творчестве Тарковского нового горизонта. Состояние душевной неприкаянности было усугублено тяжелым онкологическим заболеванием.

По значимости эстетического элемента в структуре фильма творческое наследие Тарковского сопоставимо с наследием С.М.Эйзенштейна. Он добился того, что особый, замедленный темп его произведений, насыщенность внутрикадрового пространства (пейзажи, портреты, обилие значимых деталей), актерские и авторские монологи, цветовые нюансы и другие выразительные средства киноязыка стали для зрителя заведомо важнее сюжетной интриги его фильмов. Важно, однако, что для Тарковского форма практически всегда являлась проекцией его авторской идеи. Роль его личности в истории отечественного кино уникальна: он остался героем высокого мифа о художнике-страстотерпце, режиссере-проповеднике, способном противостоять диктату государственной идеологии и коммерции даже в таком «индустриальном» виде искусства, как кинематограф.

Умер Тарковский в Париже 29 декабря 1986.