Després de la Revolució Cubana de 1959, Néstor Almendros tornà a l'illa, on rodà documentals per a l'Instituto Cubano de Arte en Industria Cinematográfica (ICAIC), com ara "Gent a la platja", (1961). En desacord amb la dictadura comunista de Fidel Castro, Almendros marxà de Cuba el 1962, i es dirigí a França, animat per la "nouvelle vague". Hi dugué a terme una brillant carrera com a director de fotografia, amb pel·lícules com ara "L'infant salvatge" (1969), o "La història d'Adéle" (1975) de François Truffaut o totes les realitzades per Éric Rohmer entre 1966 i 1976 ("La col·leccionista", "La meva nit amb Maud", "El genoll de Clara", etc.). Més endavant, alternà els seus treballs a França amb d'altres als Estats Units com ho foren les pel·lícules "Days of Heaven", de Terrence Malick, amb la qual va obtenir un Oscar de fotografia el 1978, "Kramer contra Kramer" (1981), "Sota sospita" (1982) i "Billy Bathgate" (1991), de Robert Benton, "Le Dernier métro" (1980), de nou amb Truffaut, "La decisió de Sophie" (1982), d'Alan J. Pakula (per la fotografia de la qual fou nominat al premi Oscar el 1983) o "Pauline à la plage" (1983), una altra vegada amb Rohmer. També codirigí el documental anticastrista "Conducta impròpia" (1984), amb Orlando Jiménez Leal.