Po tym, jak Renoir przeniósł się do Hollywood na początku lat 40., Lourié również się przeprowadził i pracował z innymi reżyserami, w tym z Samem Fullerem, Charliem Chaplinem i Robertem Siodmakiem.
Następnie w 1953 roku zadebiutował jako reżyser filmem Bestia z głębokości 20 000 sążni, pierwszym z trzech filmów o dinozaurach, które wyreżyserował Lourié. Film był dochodowy, jednak Lourié powiedział, że żałuje zaszufladkowania jako reżyser science fiction. Postanowił, że po swoim filmie Gorgo z 1961 roku przestanie reżyserować filmy, ponieważ nie chciał tworzyć „tych samych potworów z komiksów”. W 1969 roku był nominowany do Oscara za najlepsze efekty specjalne w filmie Na wschód od Jawy. Lourié również zagrał tam małą rolę latarnika na wybrzeżu Jawy w 1883 roku, który obserwuje ostatnią eksplozję Krakatau i wchodzi do latarni, aby wysłać wiadomość o tym telegraficznieModel Ships in the Cinema: Krakatoa, East of Java, 1969, caption of photo of lighthouse keeper operating telegraph..
W 1980 roku Lourié zaprojektował scenografię do Bronco Billy Clinta Eastwooda.