В «Солярисе» (1972, по роману С. Лема, «Серебряная пальмовая ветвь» и приз экуменического жюри на кинофестивале в Каннах, 1972) Тарковский обращает свой взгляд в будущее, чтобы обнаружить в нем непреложные ценности: красоту земного пейзажа, патриархальный уют дома, бессмертные произведения искусства и неизменность нравственного закона.

«Зеркало» (1975) – автобиографический фильм, построенный на воспоминаниях о детстве, матери и отце – замечательном поэте Арсении Тарковском, чьи стихи звучат за кадром. Фильм, лишенный линейного повествования, построен на изощреннейшем ассоциативном монтаже. Рядом с глубоко личными мотивами здесь присутствует живое дыхание истории. Интимные воспоминания перемежаются событиями мирового значения, запечатленными в редких малоизвестных хроникальных кадрах.

В 1977 г. Тарковский ставит «Гамлета» У. Шекспира в Московском театре им. Ленинского комсомола (постановка успеха не имела). В «Сталкере» (1979, по роману братьев Стругацких «Пикник на обочине», премия экуменического жюри кинофестиваля в Каннах, 1982) причудливый кинематографический язык Тарковского претерпевает ряд изменений, становясь внешне аскетичным, но технически более сложным. Фильм предельно очищен от внешних примет фантастического жанра. Изображение почти монохромно, некоторые планы небывало длинны по метражу, движение внутри кадра порою почти незаметно. И если это фильм-путешествие, то скорее всего, в пространстве человеческой души.

В 1982 г. Тарковский уезжает в Италию, где в процессе поисков натуры для нового фильма снимает документальную ленту «Время путешествия» (1982). В 1983 г. осуществляет постановку оперы «Борис Годунов» в Ковент-Гардене (Лондон).

«Ностальгия» (1983, Италия–Франция, Гран-при, приз экуменического жюри на кинофестивале в Каннах, 1983) рассказывает о русском поэте, умершем в Италии от тоски по родине. Фильм снят в той же, внешне аскетической манере, адекватно передающей душевный кризис героя. В картине отчетливо звучит мотив личной жертвы, который получит развитие в шедевре «Жертвоприношение» (1986, специальная премия, премия экуменического жюри на кинофестивале в Каннах, 1986), снятом в Швеции и ставшем последним фильмом Тарковского, его завещанием. Здесь режиссерская техника достигает предельной высоты и подводится итог нравственному поиску Тарковского. Герой фильма жертвует личным благополучием – сжигает свой дом, оставляет семью и горячо любимого сына, обрекает себя на молчание – по обету, данному Богу, чтобы спасти человечество от атомной катастрофы. Именно такое, полное и самозабвенное, жертвоприношение представляется режиссеру венцом и смыслом жизни. Последний фильм стал логической точкой в напряженном богоискательстве, пронизавшем все творчество Тарковского. В 1986 г. он умер от рака и был похоронен на Русском кладбище Сен-Женевьев-де-Буа в Париже.