W 1980 George Lucas zaangażował Oza do kierowania lalką Yody w filmie Gwiezdne wojny: część V – Imperium kontratakuje. Oz powtórzył tę rolę w filmach Gwiezdne wojny: część VI – Powrót Jedi, Gwiezdne wojny: część I – Mroczne widmo oraz Gwiezdne wojny: Ostatni Jedi. W filmach Gwiezdne wojny: część II – Atak klonów i Gwiezdne wojny: część III – Zemsta Sithów postać Yody była generowana komputerowo, a Frank Oz ją dubbingował, co spotkało się z dezaprobatą części fanów, niemniej sam Oz powiedział, że „zostało to tak wykonane, jak [Lucas] powinien był to zrobić”.
Jako reżyser debiutował w 1982 reżyserowanym razem z Jimem Hensonem filmem Ciemny kryształ (The Dark Crystal). Samodzielnie reżyserował kilka pełnometrażowych filmów o przygodach muppetów, pierwszym z nich były Muppety na Manhattanie.
Kilkakrotnie wystąpił w filmach aktorskich, m.in. jako strażnik więzienny w The Blues Brothers (1980) w reż. Johna Landisa. Potem występował w kolejnych filmach Landisa: Amerykański wilkołak w Londynie, Szpiedzy tacy jak my, Niewinna krew oraz w roli skorumpowanego policjanta w filmie Nieoczekiwana zmiana miejsc.