El México del Presidente Lázaro Cárdenas había acogido desde junio de 1938 a un nutrido grupo de intelectuales de la diáspora republicana, propiciando la creacción de la Casa de España, luego El Colegio de México. Cárdenas persistirá en facilitar la llegada de emigrados españoles: el reconocimiento oficial del gobierno español republicano en el exilio (1945), la concesión de la ciudadanía mexicana a los refugiados que la desearan… El número total de exiliados sobrepasaría los quince mil.

Con el fallido proyecto de llevar a la pantalla La casa de Bernarda Alba, de García Lorca, Buñuel llega en 1946 a la capital mexicana, donde fija la residencia familiar. Muy pronto se incorpora al grupo de artistas y escritores españoles y mexicanos. Desde la experiencia de Filmófono no ha rodado ninguna película, hasta que Oscar Dancigers produce Gran Casino (1946), que será un fracaso comercial. No ocurre lo mismo con El gran calavera (1949), inicio de un nuevo período de su actividad creadora.

Entre 1946 y 1964 realiza veinte películas en México. A la primera hora pertenece, entre otras, Los olvidados (1950), premio a la mejor dirección en Cannes. Siguen la coproducción méxico-estadounidense Robinson Crusoe, Él (1952), la película con mayor trasfondo personal del autor, y Abismos de pasión (1953).

El definitivo reconocimiento internacional le llega en 1955 con Ensayo de un crimen. Tres años después decide llevar a la pantalla su adaptación de la novela Nazarín, del escritor realista canario Benito Pérez Galdós, galardonada en el Festival de Cannes. El ciclo mexicano se cierra con dos trabajos excepcionales: El ángel exterminador (1962) y Simón del desierto (1965).

El 20 de octubre de 1949 había adquirido la nacionalidad mexicana.