El mexicano llegó a realizar, en los años 40, una pintura que combina rotunda figuras y colores, llevando al color al predominio total en la obra. Su color iba de la inspiración popular al refinamiento con riqueza de matices y elocuentes animismo. El color devino en ser el protagonista de su pintura junto a las figuras antropomórficas que, acentuaron sus proporcione precolombinas y se tornaron casi símbolos. Sus obras gozaron de un reconocimiento internacional, que derivó en encargos para amplias decoraciones murales como Homenaje a la raza (1952), en París, o México hoy (1953, Palacio de Bellas Artes, México). Le siguieron otros murales como América (1956, Banco del Suroeste, en Houston), el de mayor envergadura que ejecutó, y para el nuevo edificio de la UNESCO en París realizó Prometeo (1958) y, posteriormente, Eclipse total (1977).

Muchas de sus obras siguientes en la década de 1950 desarrollaron esta tendencia hacia la abstracción unida a un estilo sumamente emocional y violento. Tamayo fue un gran conocedor del arte prehispánico y en 1974 donó su espléndida colección de piezas de ese periodo a su ciudad natal. En la capital mexicana se encuentra el museo que lleva su nombre y que fue inaugurado en 1981. Se trata de uno de los centros de arte contemporáneo más modernos del mundo en el que se exhiben obras de más de 150 artistas internacionales. La donación del museo y de casi la totalidad de su acervo artístico al pueblo de México representó una de las mayores satisfacciones para el pintor y artista gráfico. Además de sus obras monumentales, la permanencia de Tamayo radica en la belleza de los retratos que pintó de su esposa Olga y en la sensualidad que despiertan sus inolvidables cuadros de sandías.