В это время глава семьи находился на съемках фильма «Полосатый рейс» в Ленинграде. В родном театре он не имел дублеров и почти месяц курсировал по маршруту Москва — Ленинград. Сыграв в картине режиссера Фетина незадачливого «укротителя» буфетчика Шулейкина, Леонов сразу стал всенародным любимцем.
«До „Полосатого рейса“ Леонов сыграл немало комедийных ролей, — пишет биограф Нинель Исмаилова, — и все его герои были заразительно смешны: и наивный ленивец милиционер Сердюков в фильме „Улица полна неожиданностей“, и придурковатый Кристи в спектакле „Ученик дьявола“, и нелепый в своем энтузиазме завхоз в фильме „Не имей сто рублей“, и уморительный Федя в „Повести о молодоженах“, и Саша Смирнов в фильме „Произведение искусства“. Леоновские персонажи, сценические и экранные, вызывали смех в зрительном зале при первом своем появлении. И каждая из этих работ открывала какую-то грань комедийного дарования артиста. Но „Полосатый рейс“ вобрал все разнообразие комедийных красок; здесь мы впервые увидели, что Леонов — буф, эксцентрик, и при этом гротеск он умеет соединять с правдой характера».
После «Полосатого рейса» у Леонова появляется масса заманчивых предложений. В 1962 году его даже пригласили играть в оперетте «Черемушки», экранизации произведения Д. Шостаковича.
Леонов уже считался актером комедии, когда режиссер Фетин пригласил его на роль донского казака Якова Шибалка в экранизации рассказов М. Шолохова «Шибалково семя» и «Родинка». Леонов сначала не соглашался, да и худсовет «Ленфильма» был против его кандидатуры, но Фетин пошел на риск и победил. Фильм «Донская повесть» (1964) на Международном кинофестивале в Нью-Дели получил почетный приз, а Леонов был удостоен приза «Серебряный павлин» как лучший исполнитель мужской роли.
В 1966 году Москва увидела Леонова в роли царя Фив Креона в пьесе Ануя «Антигона». Эту интеллектуальную драму ставил Борис Львов-Анохин.
Для театра «Антигона» была серьезным испытанием, и труппа его выдержала с честью. Как вспоминает сам Леонов: «Успех был большой. Какой-то обвал газетно-журнальный, писали так много и хорошо, интересно, что мы удивлялись».
Львов-Анохин рассказывал: «…Не риторика, не злодейство, не царственность Креона нужны были мне, а именно его житейская неопровержимость и оснащенность. Именно то, что называется житейской мудростью, и сыграл Леонов — с горьким и убедительным юмором, и даже добротой, и теплотой, и с тем, что этот человек манит к какому-то житейскому уюту, и больше — к счастью, к радостям человеческим».
Многие, увидев Евгения Леонова в роли Креона, говорили, что он открылся для них как артист огромного диапазона.
За все время работы в Театре имени Станиславского он не сорвал ни одного спектакля. Как он сам вспоминал позднее: «Болел я, с воспалением легких играл, падал на сцене, камфору вкалывали на спектакле. Однажды в Ленинграде „Дни Турбиных“ с температурой сорок играл. Но спектакли из-за меня не отменяли».
Леонов продолжает успешно работать в жанре комедии: в фильме Эльдара Рязанова «Зигзаг удачи» (1969), где он сыграл роль скромного фотографа Орешникова, ставшего обладателем счастливого лотерейного билета, в сатирической картине Георгия Данелия «Тридцать три» (1965).
Во время съемок в картине «Чайковский» (1969) Леонов впервые в жизни побывал в Англии и Франции, причем во Франции прожил почти месяц. Но уже через 15 дней его потянуло в Москву… На отдых Евгений Павлович обычно отправлялся с женой и сыном в подмосковную деревню Давыдково, где жила многочисленная родня матери. «Я не рыбачу и не охочусь, — говорил он, — просто хожу, дышу, думаю и вспоминаю».
В Театре имени Станиславского Леонов проработал 21 год и сыграл 34 роли. В 1969 году он перешел в Театр имени Маяковского.
После того как голосом Леонова заговорил мультипликационный медвежонок Винни-Пух, он стал любимцем детворы. В дальнейшем еще не раз герои мультфильмов будут говорить и петь его голосом.
В 1970-х годах Евгений Леонов снялся в целом ряде картин, ставших классикой российского кино.
В «Джентльменах удачи» (режиссер А. Серый) он сыграл сразу двух персонажей: вора-рецидивиста по кличке Доцент и директора детсада Трошкина, милого, доброго человека. В 1972 году картина вышла на широкий экран и сразу же побила все рекорды популярности. Как отмечали критики, Леонов опирался в этой работе не только на мастерство и тонкое умение пользоваться всем арсеналом своих актерских данных, но больше — на истинность переживаний, на достоверность эмоций.