1948年（昭和23年）、47歳。3月に連合国軍最高司令官総司令部の公職追放によって「戦時中に教材映画、戦意高揚映画に加担した」として、重役陣ともども東宝を追放された円谷は、正式に東宝を依願退職。また、東宝も十三職区（特殊技術課）を解散する。失職した円谷は困窮の極みとなる。6月、福井県福井市の福井駅前の大和百貨店から、戦前の「30分写真ボックス」を完全自動化改良した新案特許の「5分間スピード自動写真ボックス」を20台受注。フル操業で用意し出荷するも、折りしも福井を襲った福井地震によって駅に到着した全機を失うという憂き目に遭う。鷺巣富雄（うしおそうじ）はこの時の円谷の様子を、「見ていられないほどの落胆振りだった」と語っている。フリーとなった円谷は東京・祖師谷の自宅の庭にプレハブを建て、「円谷特殊技術研究所」を設立、『富士山頂』（新東宝）、『肉体の門』（吉本プロ）、『颱風圏の女』（松竹大船）の特撮を担当。同研究所は他に大映京都などの映画の特撮部門を請け負ったが、ノンクレジットも多く、全容は不明である。映画音楽の伊福部昭によれば、この年に月形龍之介との付き合いで、京都の小料理屋で円谷と知り合い、その後、飲み友達となっていた。円谷は貧窮しており、伊福部は数年にわたって「ただ酒をおごらされた」と語っているが、この間互いに名乗り合うこともなかった。2人は『ゴジラ』の製作発表の場で、ようやく互いの素性を知って驚き合ったというが、伊福部によれば、おかげで以後の仕事はお互いに気心の知れた、全く気兼ねのないものとなったという。1949年（昭和24年）、48歳。京都に赴き、大映京都撮影所で『透明人間現わる』『幽霊列車』の特撮シーンを担当。大映はこの作品を、円谷の戦後初の本格的復帰作として用意、円谷は戦前の本家ハリウッド映画にも匹敵する透明人間の見事な視覚効果を演出している。しかし、円谷はこの特撮に満足せず、予定していた大映入社を断念する。1950年（昭和25年）、49歳。『日本戦歿学生の手記 きけ、わだつみの声』の特撮を担当。円谷は東宝撮影所内に六畳ほどの広さの「円谷特殊技術研究所」を移設。主に合成処理を請け負う。この年、正式に東宝社員となった有川貞昌の他、円谷の誘いを受け、東横映画にいた富岡素敬が、撮影助手として研究所員となった。富岡、有川を合わせて4～5人の陣容だった。円谷は昭和25年から29年までの東宝全ての本編・予告編のタイトルを撮影しており、東宝映画の「東宝マーク」を有川とともに作ったのもこの時期である。この年の『佐々木小次郎』（稲垣浩監督）での特撮が東宝作品の復帰第1作となるが、この時点ではまだ嘱託扱いである。1952年（昭和27年）、51歳。この年2月、日本独立後の公職追放解除を受ける。同じく公職追放を受けていた森岩雄が製作顧問として東宝に復帰したことで、再び円谷も本社に招かれ、『港へ来た男』の特殊技術を担当。これが、正式な作品契約としての東宝復帰作となる。5月、企画部に「クジラの怪物が東京を襲う」という映画企画を持ち込む。7月、東宝は体制を一新し、「製作本部」を設置。本部長には5月にアメリカ映画界視察を終え、帰国した森岩雄が就任。新しいシステムの導入として、田中友幸を含む、9人から成るプロデューサー陣を組み、制作体制を強化。1953年（昭和28年）、52歳。東映で『ひめゆりの塔』、重宗プロ他で『雲ながるる果てに』を担当。この年、東宝は1億6千万円（当時）かけて砧撮影所を整備。総天然色時代に対応し、磁気録音機や常設のオープンセット、発電設備など、撮影設備・特撮機材を充実させる。また、「円谷特技研究所」の有川貞昌、富岡素敬、真野田陽一、樺島幸男らを正式に撮影所に迎え入れ、特撮スタッフの強化を図る。こうした中、満を持して戦記大作『太平洋の鷲』が企画される。この作品は、前年にハリウッド視察を行った森岩雄によって、「ピクトリアル・スケッチ」（壁に貼り付けた総覧的な絵コンテ）が導入された、初の特撮映画である。この映画に特技監督として招かれた円谷は、松竹大船と交わした「特殊技術部嘱託」を辞任してこれに当たり、その後長きに渡って名コンビを組むことになる監督の本多猪四郎とともにこの『太平洋の鷲』を作りあげた。この年、日本初の立体映画（トービジョン）作品、『飛び出した日曜日』（村田武雄監督）、『私は狙われている』（田尻繁監督）で立体撮影を担当。また、企画部に「インド洋で大蛸が日本船を襲う」という映画のアイディアを持ち込む。田中友幸はこれが『ゴジラ』の草案の一つとなったとしている。1954年（昭和29年）、53歳。田中友幸プロデューサーによって、『G作品』（ゴジラ）の企画が起こされ、これは日本初の本格的特撮怪獣映画『ゴジラ』となった。円谷は新たに特撮班を編成してこれに当たる。この『ゴジラ』から、飯塚定雄、井上泰幸、入江義夫、開米栄三らが特技課に加入。11月3日、満を持して製作された『ゴジラ』が公開され、空前の大ヒット。日劇ではつめかけた観客の列が何重にも取り囲み、田中友幸がチケットもぎを手伝うほどだった。円谷英二の名は再び脚光を浴び、同作は邦画初の全米公開作となり、その名は海外にも轟いた。当作で円谷は「日本映画技術賞」を受賞する。1955年（昭和30年）、54歳。『ゴジラの逆襲』で、晴れて世界に例を見ない「特技監督」の名称を与えられる。その後、『獣人雪男』『地球防衛軍』『大怪獣バラン』『宇宙大戦争』『モスラ』『世界大戦争』『キングコング対ゴジラ』などの怪獣・SF映画において特撮技術を監督。これらは東宝のドル箱シリーズとなり、『宇宙大戦争』以後は円谷の特撮作品というだけで、製作中から海外の映画会社が契約を結びに来日したほどである。1956年（昭和31年）、55歳。日本初の総天然色特撮作品『白夫人の妖恋』を担当。続いてこれも怪獣映画では日本初の総天然色作品『空の大怪獣ラドン』を担当する。円谷はチーフキャメラマン有川貞昌の意見もあり、これらの作品にイーストマン・カラーのフィルムを使用。以降これが定番フィルムとなる。また、東宝内とは別に、自宅敷地の「円谷特殊技術研究所」を再開。東宝で賄いきれない合成処理や、人形アニメ撮影などをこちらで行う。研究員のギャラは円谷の個人負担である。1957年（昭和32年）、56歳。東宝は特撮部門の強化を目論み、製作部に円谷陣頭の特殊技術課を組み入れて再編成する。『地球防衛軍』で「日本映画技術賞」を受賞。1958年（昭和33年）、57歳。日米合作企画『大怪獣バラン』を担当。この『バラン』から、特殊美術課スタッフとして村瀬継蔵が円谷組に正式参加する。1959年（昭和34年）、58歳。6200万円（当時）の予算を投じた国産初のカラー・シネスコ用合成機「トーホー・バーサタイル・プロセス」を完成させ、『日本誕生』で日本初使用。「日本映画技術賞」を受賞し、映画の日に特別功労表彰される。この年、自宅敷地内の「円谷特殊技術研究所」に佐川和夫、中野稔が研究所生として参加。2人はこの後、東宝特技課に入社して『日本誕生』の現場に加わっている。佐川によれば、この時期金城哲夫も研究所にいたという。1960年（昭和35年）、59歳。当時プロデュース業に乗り出していたカーク・ダグラスが、「世界の円谷にぜひアニメの監督を」と、ディズニー社を後ろ盾に、アニメ映画制作の声をかける。東宝側の森岩雄は断ったものの、ダグラスにかねて熱望していたオックスベリー社の合成機器オプチカル・プリンターの提供まで含めて直接話を持ちかけられた円谷は、自宅の円谷特殊技術研究所のスタッフでは賄えないと、先んじてアニメ会社ピープロを設立していた鷺巣富雄（うしおそうじ）に協力を依頼。合資会社として2人の頭文字をとった「TSプロダクション」の設立構想に発展するが、ダグラス側の提示した契約内容が折り合わず、頓挫。同年、この年公開の『ハワイ・ミッドウェイ大海空戦 太平洋の嵐』撮影のため、東宝撮影所内に東洋一の規模である三千坪の特撮用大プールが完成。また、妻マサノの熱心な勧めでカトリック教徒となる。1961年（昭和36年）、60歳。前年に続き、アニメ技術の導入に意欲を燃やし、鷺巣らと組んで、特撮とアニメを組み合わせた長編映画の企画をいくつか検討。『双子の一寸法師』という長編実写・動画映画を企画した。1962年（昭和37年）、61歳。アメリカに外遊し、ハリウッドの映画会社各社を歴訪した。また、東宝撮影所内に円谷念願の特撮専用ステージである第11ステージが完成。中野昭慶、川北紘一が円谷組に加わる。この年、大韓民国との合作映画『大沈清伝』の特撮を担当。また『オリンピックショウ 地上最大のクイズ』に映画キャンペーンのためゲスト出演した。