После выхода фильма «Девятые врата» Полански решил заняться чем-то кардинально отличающимся от всего того, что снимал до этого. Осенью 1999 года он прочитал английский перевод автобиографии Владислава Шпильмана, композитора, пережившего немецкое вторжение в Польшу. Книга рассказывала о его пребывании в Варшавском гетто и о разрушении польской столицы в результате Варшавского восстания. Хотя первая попытка снять историю Шпильмана была сделана сразу после Второй мировой войны, в результате вмешательства коммунистических властей был снят фильм «Непокорённый город» () (1950), который имел мало общего с исходным материалом. В рамках британо-немецко-французско-польского совместного производства Полански снял военную драму «Пианист» (2002) по сценарию Рональда Харвуда. Роль Шпильмана исполнил Эдриен Броуди, а оператором стал Павел Эдельман. Несмотря на негативные отзывы в Польше и Франции, «Пианист» получил признание в других странах. Фильм имел большой успех и получил множество наград, включая «Золотую пальмовую ветвь» на 55-м Каннском кинофестивале, премию «Сезар» в семи категориях и «Оскара» в трёх категориях (за лучшую режиссуру, адаптированный сценарий и мужскую роль). При бюджете в 35 миллионов долларов «Пианист» собрал в прокате 120. После успеха фильма, Полански приехал в Польшу, где сыграл одну из главных ролей в фильме Анджея Вайды «Месть» (2002), снятого по комедии Александра Фредро.