日本帰国後にはまず静岡県に滞留し、次いで妻の実家がある愛知県瀬戸市刎田町で1年近く過ごした。1936年から1937年（昭和12年）には水彩画の連作『瀬戸風景』を描いており、当時はほとんど注目されることがなかったが、後に学芸員の村田眞宏はこの連作について「日本の水彩画の歴史に新しい1ページを加えた」と評価している。1937年8月には上京して東京市豊島区長崎仲町に転居した。同年9月には第24回二科展に5点を出品し、藤田嗣治の推薦で二科会会員となった。帰国後の数年間には油彩画やテンペラ画以外でも精力的な制作活動を行っており、水彩画や版画でも重要な作品を残している。当時の日本の洋画壇の中では異質の画風を持ち、その作品はメキシコ派と呼ばれた。同年11月にはやはり藤田の紹介により、銀座の日動画廊で初個展を開催している。日本帰国後から終戦までの期間はもっとも生産的だった期間であり、美術評論家の久保貞次郎は、この期間に多い青灰色の色調からこの期間を「灰色の時代」と名付けている。1938年（昭和13年）2月には横浜市教育会館で講演会を行う傍らで、メキシコから持ち帰った児童画の展覧会を開催している。二科展に出品し続けたほか、戦前には1939年（昭和14年）に聖戦美術展、1940年（昭和15年）に紀元二千六百年奉祝美術展、1943年（昭和18年）に新文展に出品している。1942年には久保貞次郎の資金援助により、久保らと設立したコドモ文化会が北川原作の絵本『マハフノツボ』を出版したが、その後は用紙の入手すら困難となって絵本の出版を挫折した。1943年11月には疎開先として5年ぶりに瀬戸市にやってきて、以後は1968年まで瀬戸市に住んだ。1944年（昭和19年）から終戦までは愛知県立瀬戸高等女学校（現・愛知県立瀬戸高校）の図画教師を務めた。瀬戸市は陶土や珪砂の採掘もおこなう窯業の町であり、銀鉱山で栄えたタスコと共通点があった。私は尾張瀬戸に一年住んだが、今度またいつてみて、やはり斯ふいふ所の方が、自分には住み甲斐があると思つた。それは、趣味だけでは片づけられないことだ。林立する煙突が真黒い煙を吐いてゐて、一日も着ない内に夏服が灰色になつて終ふのが困るが、私共の生活に必要な物を生産してゐる町には上づつた遊園地等に見られない美しい姿がある。 — 「旅の手帖から」『アトリエ』1938年10月号
1947年8月28日に行われたハリウッド・ボウルでのコンサートの成功において、MGMの創業者であり、当時ハリウッドの大物プロデューサーであったルイス・B・メイヤーがランツァの才覚を認め、MGMのオーディションに招聘する。同年8月30日に行われたオーディションに合格し、ランツァは6本の映画出演に関する報酬とその歌唱力に対して総額約30万ドルを得た。1949年に公開された『真夜中のキス』は、ランツァがシンデレラ・ボーイを演じる他愛のない音楽劇だったが、MGMの宣伝力とランツァの人気に支えられ成功を収め、第2作の『ニューオリンズの美女』も続いて興行的に成功裏に終わった。劇中歌の“ Be My Love” は現在でもランツァの代表的な曲として知られており、当時のシングル全米ミリオンセラーも記録している。ランツァの欧州と日本における知名度を確立したのは、1951年には制作されたエンリコ・カルーソーの伝記映画『歌劇王カルーソ』である。実在のカルーソーの評伝記からはかなりフィクション化されているものの、実際のランツァ像にも重ね写すことのできるシンプルなサクセスストーリーが幅広い層に好ましく受け止められた。パヴァロッティはこの映画との出会いが、歌手を志す大きなきっかけになったと語っている。翌年の『Because You're Mine』でも劇中歌は最終的にミリオンセラーを記録し、イギリスではロイヤル・コマンド・パフォーマンスに招聘されるほどの評価を得たが、作品の内容は朝鮮戦争下の時勢をやや写しこんで企画構成されており、惰性的にランツァの歌唱力を引き出すためと、契約履行のために制作された感が強い。そして、本作はMGMにおける事実上の最後の主演出演作となり、この後メイヤーの失脚とともにランツァはMGMのスターとしての座を失うことになる。MGMは次作となる『皇太子の初恋』の制作に取り掛かり始め、録音を先行させたが、既に体重の急激な変化による体調不良や、精神的な不安定により、度重なるリハーサルへのキャンセルを繰り返したランツァの挙動によって同作品の制作は一旦中止となる。MGMはランツァに対して損害金を求め、またその他のラジオ番組等への出演も差押えたため、ランツァは経済的にも精神的も窮地に立たされた。1953年には、収録した歌唱部分の音声のみを利用し解決することで双方は和議を図り、ランツァはMGMから自由契約となった。なお、『皇太子の初恋』はイギリスのシェークスピア俳優であるエドマンド・パードムの主演によって1954年に映画化され、実際に歌唱部分へランツァの吹き替えを充てている。ワーナー・ブラザースは、ジェームズ・M・ケイン原作の『セレナーデ』の映画化をランツァに提案し、元々の同性愛者の苦悩を描いた原作のテイストにランツァは拒否感を示した。ワーナー・ブラザースは原作を大幅に書き換えることに譲歩し、同作品は1956年に公開されたが、ストーリー自体が、やはりシンデレラ・ボーイ的な要素を多分に含むメロドラマであり、ランツァの歌唱力に頼りきっていた内容的に希薄な構成であったためMGM時代のような大きな反響を得ることは無かった。1958年、イタリアのティタヌスとMGMによる『ローマの七つの丘』に出演するが、日本でも広く知られるポピュラーヒット曲となった劇中歌の “Arrivederci Roma” は以外には話題性も低かった。　遺作となった映画作品は『For the First Time』で、ベルリンやザルツブルクの歌劇場で撮影された劇中劇の道化師やオテロのアリア歌唱部分が貴重な記録として残されている。なお、最晩年にカテリーナ・ヴァレンテとの共演や『ロビン・フッド』のミュージカル版への出演なども模索されていたが、いずれも正式な企画段階にまでも及んでいない。