У 1955 році виходить перший повнометражний комбінований трюковий фільм Карела Земана — «Подорож до початку часів», в якому режисер поєднує гру акторів з ляльковою анімацією і об'ємними макетами . Міжнародну популярність Земану приніс його наступний фільм — «Згубний винахід» (1958; у радянському прокаті «Таємниця острова Бек-Кап»), знятий за мотивами роману Жуля Верна «Прапор Батьківщини». У цьому фільмі остаточно оформився стиль режисера. Об'єднуючи гру акторів з різними видами анімації, об'ємними макетами і мальованими задниками, Карел Земан стилізує фільм під гравюри перших ілюстраторів романів французького письменника . Фільм отримав Гран-при на Всесвітній виставці 1958 року у Брюсселі; критики і журналісти порівнювали режисера з Жоржем Мельєсом. Знайденого стилю художник дотримувався і в подальших трюкових фільмах: в «Баронові Мюнхгаузені» (1961) відправною точкою для нього стали малюнки Гюстава Доре, а в «Хроніці блазня» (1964; у радянському прокаті «Два мушкетери») — гравюри XVII століття. За мотивами творів Жуля Верна Земан зняв ще два фільми — «Викрадений дирижабль» (1967) та «На кометі» (1970).