Sławę przyniosły mu także komediowy horror Nieustraszeni pogromcy wampirów (1967), horror Dziecko Rosemary (1968) oraz czarny kryminał Chinatown (1974), z czego dwa ostatnie zostały dodane do Narodowego Rejestru Filmowego Stanów Zjednoczonych jako dzieła „znaczące kulturowo, historycznie bądź estetycznie”. Dramat wojenny Pianista (2002) zapewnił mu Złotą Palmę na 55. MFF w Cannes oraz Oscara za najlepszą reżyserię.
W 1969 ciężarna żona Polańskiego, aktorka Sharon Tate, została zamordowana wraz z czwórką przyjaciół przez członków sekty Charlesa Mansona. W 1977 Polański został oskarżony w Los Angeles o gwałt na trzynastoletniej modelce i przyznał się do jednego z sześciu stawianych mu zarzutów (najlżejszego: seksu z osobą nieletnią). W wyniku wytoczonego mu procesu opuścił w 1978 Stany Zjednoczone i osiedlił się we Francji, aby uniknąć wyroku. Kilkakrotnie bez powodzenia podejmowane były próby ekstradycji Polańskiego do USA.