Вместе с этим фильмом Хэррихаузен совершил своеобразное турне по Европе в поисках новых сценариев для своих историй. Из поездки он вынес идеи для нескольких фильмов в жанре фэнтези. В одном из них существа в виде гибридов людей и летучих мышей разрушают Париж. К сожалению, фильм, который мог стать своего рода предшественником «Бэтмена», так и не был закончен. Второй ленте повезло больше. Ее сценарий, первоначально называвшийся «Гигант Имир», был посвящен тому, как зародыш некоего инопланетного монстра попадает на борт американского космического корабля, совершившего посадку на Венеру, а в земной атмосфере вырастает до огромных размеров. Под руководством режиссера Чарлза Шнира фильм обрел законченный вид под названием «20 миллионов миль до Земли» (1957).
На этот раз жертвой агрессии со стороны чудовища-пришельца должен был стать Рим с его монументальной архитектурой. Хотя речь шла о монстре с другой планеты, больше всего он напоминал земного динозавра. Два эпизода в этой картине особенно примечательны: пришелец, возвышающийся над римским Колизеем подобно Кинг Конгу на крыше «Эмпайр Стейт Билдинг», и схватка монстра со слоном, которая потребовала от Рэя особого мастерства, поскольку оба участника этой схватки представляли собой миниатюрные макеты.
Фильм имел огромный успех у зрителей, и та же съемочная группа в составе режиссера, продюсера и художника-аниматора в 1958 году продолжила совместную работу — на этот раз над картиной «Седьмое путешествие Синдбада». Съемки проходили в Испании, а сценарий был основан на историях «Тысячи и одной ночи» и требовал активного участия Хэррихаузена. В памяти зрителей навсегда остались впечатляющий циклоп, закованный в цепи дракон и огромные люди-птицы. Но в историю эта лента вошла благодаря эпизоду, в котором Синдбад сражается на мечах со скелетом. Успеху фильма способствовала и музыка композитора Бернарда Херманна, вместе с которым Хэррихаузен потом участвовал и в других фильмах.
После «Синдбада» его создатели решили обратиться к классическому произведению Джонатана Свифта. Так появился фильм «Три мира Гулливера» (1959). Там не требовалось изобретать странных или мифологических персонажей, все основывалось на различных пропорциях героев фильма. Большинство трюков было снято по той же методике, которая в наше время применялась Питером Джексоном во «Властелине Колец». Ряд специальных линз создавал так называемую «форсированную перспективу». Персонажи, которые должны были выглядеть большими, ставились ближе к камере, а те, которые подлежали уменьшению, отодвигались на второй план. Линза же позволяла фокусировать обе группы объектов с одинаковой резкостью. Если же актерам, находящимся на разных планах, предстояло пересекаться друг с другом, то применялся «метод синего фона»: оба актера снимались по отдельности, а потом объединялись в одном кадре путем монтажа. В целом, совокупность технологий комбинированных съемок, использованных в этом фильме, получила название «супердинамическая анимация».
В 1961 году Хэррихаузен участвует в съемках фильма «Таинственный остров» по Жюлю Верну. Тут-то ему и пригодился весь опыт, накопленный в предыдущих картинах. Достаточно вспомнить эпизоды, когда на героев фильма нападают то гигантская пчела, то чудовищный краб, то форфаки (разновидность доисторических страусов). Особой похвалы заслуживают и макеты «Наутилуса», и сцена извержения вулкана в конце фильма.
Следующий фильм Рэя Хэррихаузена «Язон и аргонавты» (1963) стал культовым для поколения тех лет. Рэй впервые фигурирует в титрах как один из режиссеров. Мэтр анимации достиг новых вершин: например, если в «Синдбаде» он показал, как герой сражается со скелетом, то теперь Язон и его товарищи вступают в единоборство уже с семью скелетами — по технической сложности подобные съемки можно назвать творческим подвигом (правда, завершается данный эпизод анекдотически: скелеты гибнут в морской пучине, хотя, не обладая дыханием, вряд ли на это способны).
Затем была лента «Первые люди на Луне» (1964) по роману Герберта Уэллса. В ней Рэю впервые пришлось столкнуться с проблемой съемок с помощью анаморфных линз, и он изобрел цветовую гамму, приближенную к черно-белому негативу. Так родился знаменитый «лунный цвет». Самым выдающимся трюком этой картины было создание «гравитационного эффекта», который поражал воображение людей, еще не знавших, как будет обстоять дело с притяжением на Луне. Несмотря на фантастический сюжет фильма, кадры, изображающие открытый космос, удивляют своим реализмом: полет космических кораблей, выход астронавтов в открытый космос, высадка на Луну и старт с нее…