På begynnelsen av 1960-tallet forlot hun motefotografering til fordel for dokumentar med realistisk stil og humanistisk preg. I 1963 fikk Arbus et stipend fra Guggenheim, som gjorde at hun kunne fokusere på sin kunst. I 1967 hadde hun sin første museumsutstilling i Museum of Modern Art. Arbus er kjent for sine fotografier av mennesker som var utstøtte i samfunnet, som transvestitter, kortvokste, giganter, prostituerte og andre som blir fotografert i merkelige situasjoner. Det ble holdt en stor utstilling av hennes arbeider på Venezia-biennalen i 1972, noen måneder etter at hun døde.