Sin embargo, entre las más notables en esta década se incluyen la épica "El día más largo" (1962) y "Two for the Seesaw" (1962), donde interpreta a un maduro y angustiado divorciado que mantiene relaciones con una joven bailarina fracasada, Shirley MacLaine, otra película bélica, "Anzio" (1968), y una comedia musical también con Shirley MacLaine, "¡Qué manera de ir!" (1964), así como el legendario "western" de Howard Hawks "El Dorado" (1967), un "remake" de "Río Bravo" (1959) en el cual Mitchum asumió el papel de Dean Martin, el sheriff borracho al que ayuda su amigo John Wayne.