Вместе с супругой Валерий Агафонов переезжает из Ленинграда в Вильнюс, где поступает на службу актером в Русский драматический театр, параллельно много ездит по стране с концертами. Больших ролей ему не давали, максимум небольшие эпизоды на пару реплик, но зрители заметили и полюбили самобытного артиста.
«Литовский период» — наиболее плодотворный в его творческой судьбе. Именно в Вильнюсе он сумел создать несколько новых концертных программ, в частности на стихи Сергея Есенина, писал картины, занимался скульптурой.
В 1970 году на экраны страны вышел фильм «Путина», где певец сыграл небольшую роль, а в 1980-м в картине «Личной безопасности не гарантирую» в его исполнении прозвучала песня Юрия Борисова «Закатилася зорька за лес…»
Что послужило причиной возвращения обратно на берега Невы, я не знаю. Вероятно, буйная, мятущаяся натура художника. Так или иначе, в семидесятые годы Агафонов расстается с Бахметьевой и возвращается в родной город. Товарищ музыканта Николай Афоничев в интервью газете «Смена» в 1991 году вспоминал тот период так: