Nel 1953, con Tentato suicidio, partecipa all’esperienza di Amore in città, il film inchiesta in cui si è tentato di applicare rigorosamente le teorie zavattimane del “pedinamento”, primo e ultimo numero della rivista cinematografica «Lo spettatore», diretta da Zavattini, Ghione e Ferreri. Nella sua inchiesta, Antonioni estremizza le soluzioni zavattiniane e ricostruisce gli eventi nei luoghi dove si sono svolti, avvalendosi degli stessi protagonisti dei fatti raccontati.

I due anni che seguono sono segnati da continui contrasti con le produzioni che gli rifiutano le sue proposte – tra le quali Il grido – e affidano ad altri la regia di progetti da lui ambiti, come La donna più bella del mondo, Peccato che sia una canaglia e La diga sul pacifico. Nel 1954 si separa dalla moglie, Letizia Balboni, cognata di Pasinetti, dopo 14 anni di matrimonio.

Accolto favorevolmente dalla giuria della mostra di Venezia, dalla critica e dal pubblico, anche Le amiche, libero adattamento del racconto di Pavese Tra donne sole, giunge a conclusione, nel 1955, solo in seguito al superamento di inconvenienti di natura finanziaria. Infatti, iniziate le riprese con il finanziamento dell’amico produttore Franco Cancellieri, Antonioni deve ben presto interromperle per mancanza di fondi e aspettare tre mesi prima di poterle riprendere, quando il progetto passa a Giovanni Adessi della Trionfalcine.

Nel 1956, dopo aver scritto la sceneggiatura con De Concini, Bartolini e Sonego, realizza Il grido. Accolto glacialmente dal pubblico e duramente attaccato da parte della critica, anche a sinistra, in Italia, il film viene in compenso acclamato da molta critica straniera, soprattutto quella francese; Jean Astruc qualche anno più tardi lo definisce un capolavoro. Durante il doppiaggio de Il grido, Antonioni conosce Monica Vitti che, oltre ad interpretare i film della “tetralogia dei sentimenti” e più tardi Il mistero di Oberwald, sarà la sua compagna per otto anni. In questo periodo, il regista forma con Giancarlo Sbragia, Monica Vitti, Marisa Pizzardi, Vera Pescarolo, Virna Lisi, Anna Nogara e Nino Dal Fabbro una compagnia teatrale che, tra le altre, mette in scena al Teatro Eliseo di Roma Scandali segreti, una pièce scritta da Antonioni con Elio Bartolini sulla base di un soggetto cinematografico e diretta dall’autore stesso. Difficoltà finanziare impongono lo scioglimento della compagnia. Antonioni si dichiara comunque non completamente soddisfatto dell’esperienza teatrale: il teatro lo limita, permettendogli «un solo taglio di inquadratura, un “totale”, senza alcuna possibilità di sfruttare appieno le espressioni di un attore».

Pur reduce dall’insuccesso de Il grido, non cede alle sollecitazioni dei produttori che lo invitano a realizzare opere più commerciali. Accetta piuttosto, di dirigere, senza firmare, la seconda unità de La tempesta di Lattuada e di sostituire Brignone sul set di Nel segno di Roma. Durante una crociera in yacht, dopo aver assistito alle vane ricerche di una ragazza scomparsa, elabora il soggetto de L’avventura, che non incontra il favore dei produttori ai quali non piace l’assenza di soluzione in un film strutturato come un giallo. Gino Rossi, l’organizzatore di Cronaca di un amore, riesce a coinvolgere nel progetto una società siciliana, la Imera Film; il produttore si defila però dopo poche settimane dall’inizio delle riprese, lasciando la troupe bloccata, senza denaro né viveri, sullo scoglio di Lisca Bianca, nelle Eolie. Anche gli operai tornano a Roma. Antonioni rimane solo con gli attori, l’operatore e l’aiuto. La situazione si risolve quando una società parigina, la Cino Del Duca, in seguito al successo de Il grido, appena uscito in Francia, si fa avanti per finanziare il film. Presentato a Cannes nel 1960, L’avventura riceve il premio speciale della Giuria, il Premio FIPRESCI e quello della giovane critica internazionale. Inoltre, numerosi intellettuali, tra i quali Bazin, omaggiano Antonioni con un’attestazione di solidarietà. Distribuito in Francia subito dopo Cannes, ottiene un successo incontrastato che porta all’autore fama e riconoscimenti internazionali.