Следующий фильм, «Ночи Кабирии», Феллини создает, вдохновленный трагикомическим талантом Джульетты Мазины. Энергичная, спонтанная, оптимистичная, добрая, решительная Джульетта — хорошая хозяйка и внимательная жена. Абсолютно преданная Федерико, она остается свободной и независимой, достойной воспитанницей своей тети Джулии. Мазина, ей теперь тридцать четыре года, проявила себя также как актриса необычайно умная, уравновешенная, скромная, смелая, всегда готовая к съемкам, никогда не капризничающая. Неутомимая труженица, она записывала в ученические тетради все идеи Федерико. Постепенно ее круглая мордашка, ее клоунская мимика, ее шаловливое лукавство, ее естественность и живость, ее молчаливые гримасы при переходе от удивления к восторгу, от чистосердечия к лукавству, от разочарования к надежде откладывались в воображении Феллини. Они соединились в образе нового персонажа, который будет обладать той же силой обаяния и чувств, что и Джельсомина в «Дороге». В поисках идеи, которая позволила бы создать такой персонаж, он вспомнил одну историю XIX века, прочитанную им в библиотеке монастыря Баньореджио в средневековом местечке около Витербе, где он оказался во время съемок «Дороги». Речь шла о монахине, чья вера и преданность Богу творили такое количество чудес в ее маленькой деревне, что она привлекла внимание церковных авторитетов. Призванная в Рим, чтобы ответить на вопросы Святого престола, она почувствовала себя настолько одинокой и лишенной связи с родной землей, вдали от своего монастыря, что умерла от печали прежде, чем предстала на процессе по беатификации (причисления к лику святых). Но этот проект пришлось отложить, хотя Федерико пообещал себе вернуться к нему позже. С Туллио Пинелли он приступает к другому проекту, основанному на книге Марио Тобино «Безумные из Мальяно». В ней психиатр описывает жестокую реальность жизни обезумевших женщин в лечебнице и пытается показать, что даже безумие подчиняется логике и своим правилам. Но и этот проект никак не продвигался. Тем не менее Федерико чувствует, что идея где-то рядом, совсем близко, но пока ему не удается ее уловить.
Наконец, весной 1956 года различные события предшествующего лета позволили ему найти отправную точку для начала работы над своим фильмом. Несчастная молодая официантка ресторана была обнаружена обезглавленной на берегу озера Кастель Гандольфо. За несколько дней до этого она объявила своим близким, что собирается выйти замуж за славного парня. Она также сняла все деньги со своего счета в банке. Но не удалось найти ни славного парня, ни ее денег. На этот раз Федерико потирает руки: он наконец нашел сюжет для своего фильма! Он объединит эту историю с историей одной проститутки по имени Ванда, которую он встретил во время съемок «Мошенников». Ванда жила в жалкой лачуге, сооруженной из досок, старого листового железа и других вспомогательных материалов, валявшихся тогда около древнеримского акведука. Она поведала ему о своей нищенской жизни, приукрасив ее историями из увиденных фильмов или фотокомиксов. Федерико также решил, что пора использовать ту небольшую сцену в ванной, придуманную прежде для Росселлини и так не понравившуюся Анне Маньяни. Главную героиню нового фильма будет играть Джульетта Мазина. Она воплотит образ маленькой простодушной проститутки, мечтающей изменить жизнь и встретить большую любовь. Она случайно увидит одного из героев фотокомиксов или киноэкрана на улице Венето, шикарной улице Рима, и проведет с ним незабываемые часы. Героиня Мазины, как и проститутка в «Белом шейхе», будет называться Кабирией. Возможно, это дань уважения Феллини фильму эпохи немого кино «Кабирия», снятому в 1914 году Джованни Пастроне по сценарию, написанному им совместно с Габриеле Д’Аннунцио и Эмилио Салгари.
Чтобы нарисовать достоверную картину среды и изучить персонажи, Федерико посещает места, где можно встретить римских проституток: улицы возле Колизея, дамбы вдоль Тибра, кафе, ночные клубы, дома свиданий, бульвары и пригороды. Там он наблюдает за миром, неизвестным ему прежде, жалким и пугающим, из которого он сможет извлечь крупицы поэзии и надежды. Часто его сопровождают Пьеро Джерарди, художник-декоратор и костюмер, лучше знакомый с этим миром, а также журналист и писатель Пьер Паоло Пазолини. Пазолини хорошо знает эту среду, он жил в археологическом квартале в течение двух лет, приехав в Рим, а сейчас живет в Ребиббиа, пригороде Рима. В «фиате», который Федерико подарил Пазолини за его ценные советы, они отправляются знакомиться с пустырями, пляжами, пользующимися дурной славой, с трущобами, где обитают изгои общества.