Grahame medvirkede med Humphrey Bogart i filmen "Manden uden hæmninger" fra 1950, hvilket var en præstation hun ros for. Selvom det i dag regnes blandt sine fineste præstationer, var det ikke en økonomisk succes og Howard Hughes, der ejerede RKO Studios, indrømmede at han aldrig havde set filmen. Da hun bad om at blive udlånt til roller i "Født i går" og "En plads i solen", nægtede Hughes og gav hende en rolle i "Kinakystens helvede". Til trods for kun at optræde i mere end ni minutter, så vandt hun en Oscar for bedste kvindelige birolle i MGMs "Illusionernes by" i 1953, hvilket var rekord på tidspunkt for den korteste medvirken for at vinde en Oscar for skuespil, som hun holdt i 24 år, før Beatrice Straight brød den i 1977.