После «Отцов и детей» для писателя наступил период сомнений и разочарований. В открытом споре с А. И. Герценом он отстаивает просветительские взгляды. Появляются повести «Призраки» (1864), «Довольно» (1865) и др., исполненные грустных раздумий и пессимистических настроений. Меняется жанр тургеневского романа: всё более ослабляется централизующая роль главного героя в общей композиции произведения. В центре романа «Дым» (1867) — проблема поколебленной реформой жизни России, когда «...новое принималось плохо, старое всякую силу потеряло» (Соч., т. 9, 1965, с. 318). В романе два основных героя — Литвинов, в трагической любви которого отразились и «поколебленный быт», и противоречивое, неустойчивое сознание людей, и Потугин — проповедник западной «цивилизации». Роман носил резко сатирический и антиславянофильский характер. Ирония автора была направлена как против представителей революционной эмиграции («Гейдельбергские арабески»), так и против высших правительственных кругов России («баденские генералы»). Однако осуждение пореформенной действительности («дым»), рассмотрение политической оппозиции не как привнесённого извне явления, а как порождения российской жизни отличают этот роман от «антинигилистических» произведений других авторов. Грустные воспоминания о типе «лишнего человека» («Вешние воды», опубл. 1872), раздумья о народе и сути русского характера («Степной король Лир», опубликован 1870) приводят Т. к созданию наиболее значительного произведения последнего периода — романа «Новь» (1877).
В обстановке горячих обсуждений судеб истории и искусства возникает «Новь» — роман о народническом движении в России. Отдавая дань уважения героическому порыву молодёжи, её подвигу самопожертвования, но не веря в возможность революционных преобразований, Т. придаёт участнику «хождения в народ», «романтику реализма» Нежданову черты «российского Гамлета». Трезвый практик-постепеновец Соломин с его теорией «малых дел», по мнению Т., ближе к истине. Развёртывая в романе картины идейных споров представителей либеральных воззрений (Сипягин), консервативных (Калломейцев) и народнических (Нежданов, Марианна,. Соломин) взглядов, Т. отдаёт предпочтение народническим. «Новь» хотя и не сразу, но примирила писателя с молодым поколением. В последние годы жизни Т. создал несколько небольших произведений, в том числе «Стихотворения в прозе» (часть 1, опубликована 1882); в стихотворениях «Порог», «Памяти Ю. П. Вревской» он прославил подвиг самопожертвования во имя счастья народа.
В 70-е гг., живя в Париже, Т. сближается с деятелями народнического движения — Г. А. Лопатиным, П. Л. Лавровым, С. М. Степняком-Кравчинским; материально помогает народническому журналу «Вперёд». Он следит за развитием русского и французского искусства; входит в кружок крупнейших французских писателей — Г. Флобера, Э. Золя, А. Доде, братьев Гонкур, где пользуется репутацией одного из крупнейших писателей-реалистов. В эти годы и позднее Т. своим зрелым мастерством, утончённым искусством психологического анализа оказывал несомненное влияние на западноевропейских писателей. П. Мериме считал его одним из вождей реалистической школы. Ж. Санд, Г. Мопассан признавали себя учениками Т. В скандинавских странах романы Т., в частности «Рудин», пользовались особой популярностью, привлекали внимание видных драматургов и прозаиков. Шведская критика отмечала «тургеневский элемент» в пьесах А. Стриндберга. Очень велика была роль Т. и как пропагандиста русской литературы за рубежом.
Деятельность Т. в области литературы, науки и искусства была высоко оценена во Франции и Англии. В 1878 его избирают вице-президентом Международного литературного конгресса в Париже. В 1879 Оксфордский университет присвоил Т. степень доктора обычного права. Приезжая в Россию (1879, 1880), Т. участвовал в чтениях в пользу общества любителей российской словесности. В 1880 он выступил с речью о Пушкине. Прогрессивная Россия встречала его овациями.