1940–1943 — сотрудничает на радио в качестве автора забавных историй.

1941 — Ида и Маддалена возвращаются в Римини. Братья остаются в Риме. Риккардо берет уроки лирического пения. Федерико продолжает одновременно работать для журнала «Марк Аврелий», радио и кино.

1942 — Джулия Анна (Джульетта) Мазина, молодая актриса, исполняет на радио скетчи, написанные Федерико.

1943, 30 октября — свадьба Федерико Феллини и Джульетты Мазины.

1944 — на следующий день после освобождения Рима (4 июня) Феллини открывает ателье карикатур и сувениров для солдат союзнических войск.

1945 — сотрудничество в работе над сценарием «Рим, открытый город» режиссера Роберто Росселлини. Фильм будет номинирован на «Оскар» в 1947 году за сценарий Феллини и Серджо Амидеи.

22 марта — рождение сына Пьерфедерико, который проживет меньше месяца.

1946 — Федерико — один из сценаристов и помощник режиссера Роберто Росселлини в работе над фильмом «Пайза».

1948–1952 — встреча с Марчелло Мастроянни, партнером Джульетты в театре. Участие в написании сценария фильма «Без жалости» Альберто Латтуада, в котором занята Джульетта. Пишет сценарий фильма «Чудо», второго эпизода фильма «Любовь» Росселлини. Участвует в написании сценариев для режиссеров Пьетро Джерми, Альберто Латтуада, Роберто Росселлини. Создает с Альберто Латтуадой совместную компанию по независимому производству нового фильма «Огни варьете», который оказался коммерческим провалом.

1952 — самостоятельно снял первый фильм — «Белый шейх», первое сотрудничество с композитором Нино Рота, написавшим музыку к фильму: снова неудача.

1953 — фильм «Маменькины сынки»: первый успех и первая награда — «Серебряный лев» на Венецианском кинофестивале.

1954 — начало депрессии во время съемок «Дороги» (с Джульеттой Мазиной). Международный триумф фильма, удостоенного «Оскара» в 1957 году. Психоанализ с профессором Эмилио Сервадио. Первая внебрачная любовная связь с Леа Джакомини, длившаяся три года.

1956, 31 мая — в Римини в возрасте шестидесяти двух лет умер от инфаркта Урбано Феллини, отец режиссера. Федерико вместе с Пьером Пазолини готовится к съемкам фильма «Ночи Кабирии». Джульетта — в главной роли, за которую будет удостоена «Пальмовой ветви» Каннского кинофестиваля как лучшая актриса. Фильм получит второго «Оскара» в 1958 году.

1957 — первая поездка в Соединенные Штаты Америки для получения «Оскара» за фильм «Дорога». Работа над фильмом «Ночи Кабирии». Вместе с Эннио Флайяно и Туллио Пинелли пишет сценарий фильма «Фортунелла», снятого Эдуардо Де Филиппо с Джульеттой Мазиной в главной роли. Вторая внебрачная связь — с Анной Джованнини, которая продлится до его смерти.

1959 — работа над «Сладкой жизнью», скандал при выходе фильма на экраны. «Золотая пальмовая ветвь» Каннского кинофестиваля в 1960 году, председателем жюри которого был Жорж Сименон. Начало сеансов психоанализа с доктором Эрнстом Бернхардом, которые продлятся до 1965 года.

1963 — снял фильм «Восемь с половиной», бесспорный шедевр, удостоенный многих наград по всему миру, в том числе «Оскара» за лучший иностранный фильм и Главного приза на Международном кинофестивале в Москве. Супруги Феллини впервые посетили Советский Союз.

1964–1966 — увлечение парапсихологией, знакомство и встречи с магом Ролом, участие в спиритических сеансах, эксперимент с ЛСД под контролем медиков. Создание первого цветного фильма «Джульетта и духи» (1965). Работа с Дино Буццати над сценарием «Путешествие Джузеппе Масторны» по мотивам фантастического романа Буццати, однако этот фильм никогда не будет снят. Сильное потрясение в связи со смертью 29 июня 1965 года психоаналитика Эрнста Бернхарда.

1967, апрель — находился в госпитале в связи с лечением плеврита.

1968 — снял «Тоби Даммита», короткометражный фильм для ленты «Три шага в бреду» по мотивам произведений Эдгара По.

1969 — для американского телеканала Эн-би-си снял «Дневник кинорежиссера», документальный фильм о своем творчестве; затем последовал «Сатирикон Феллини» по Петронию.

1970 — снят фильм «Клоуны».

1972 — снят фильм «Рим» — совместное производство с итальянским телевидением, встреченный бурными аплодисментами.