Lean gründete zusammen mit seinen Kollegen Coward und Ronald Neame eine eigene Produktionsgesellschaft, für die er "Wunderbare Zeiten" (1944, seine erste überaus beeindruckende Solo-Regie), "Geisterkomödie" (1945) und das ausgezeichnet photographierte Kammerspiel "Begegnung" (1945) drehte. Es folgten zwei sehr erfolgreiche Charles-Dickens-Verfilmungen, "Geheimnisvolle Erbschaft" (1946, "Great Expectations") und "Oliver Twist" (1948). Die nächsten drei Filme Leans waren Vehikel für seine damalige Frau, die Schauspielerin Ann Todd. Für sie inszenierte er "Madeleine" (1948), "Die große Leidenschaft" (1949) und "Der unbekannte Feind" (1952). Mit dem letzten der drei Filme, einem aufwendigen Fliegerdrama, kündigte sich bereits Leans Vorliebe für Großproduktionen an, denen er später sein gesamtes Schaffen widmen sollte.
Doch bis dahin drehte Lean noch zwei "kleine" Filme: die Komödie "Herr im Haus bin ich" (1954, mit Charles Laughton) und "Traum meines Lebens" (1955), der vor allem von Katharine Hepburn in der Hauptrolle getragen wird. Ein Welterfolg wurde "Die Brücke am Kwai" (1957) mit Alec Guinness (den Lean auch in den folgenden Filmen regelmäßig besetzte), William Holden und Jack Hawkins. Der Film erzählt eine Geschichte aus dem Zweiten Weltkrieg: Ein britischer Offizier ist mit seiner Einheit in japanischer Kriegsgefangenschaft. Er und seine Leute sollen eine wichtige Brücke bauen. Am Ende ist die Schinderei sinnlos, denn die Allierten sprengen das Ding gleich wieder in die Luft. Seinerzeit war der Film nicht unumstritten: Für die einen war dies eine Bloßlegung der Absurdität des Krieges, für andere ein Loblied auf die militärische Pflichterfüllung. Wie auch immer: "Die Brücke am Kwai" machte Lean endgültig zum Starregisseur.
Es folgte die große Wüsten-Saga "Lawrence von Arabien" (1962) mit Peter O'Toole, Alec Guinness, Jack Hawkins, Anthony Quinn und José Ferrer. Der Film kam Anfang der Neunzigerjahre noch einmal in einer Vierstundenfassung in ausgewählte Kinos und bewies, dass er von seiner optischen Grandiosität nichts eingebüßt hatte. Großes Gefühlskino, wieder vor historischem Hintergrund, diesmal dem der Russischen Revolution, war "Doktor Schiwago" (1965) mit Omar Sharif, Geraldine Chaplin, Julie Christie, Rod Steiger und Alec Guinness. Wieder war es vor allem die Oberfläche, die den Film nach Boris Pasternaks Bucherfolg zum Kinoereignis machte. Auch die ungewöhnlich schnulzige Musik von Maurice Jarre wurde zum Riesenhit.
Dagegen ließ David Leans Form in seinen letzten beiden Filmen merklich nach. Mit "Ryans Tochter" (1969) schuf er ein im Grunde einfaches, ja banales Liebesmelodram, diesmal vor dem Hintergrund der irischen Revolution von 1916. Das Ganze blies Lean zum Mammutfilm auf und nahm der Geschichte damit die nötige Intimität, überzeugte aber noch durch die unglaubliche Bildgewalt. Die Hauptrollen spielten Sarah Miles, Robert Mitchum und Trevor Howard. Bei Robert Mitchum wartet man vergeblich darauf, dass der gehörnte Ehemann explodiert. "Reise nach Indien" (1984) war die erneut einzig auf Schauwerte ausgerichtete Verfilmung eines Romans von E. M. Forster. Eine junge Engländerin reist in den Zwanzigerjahren des 20. Jahrhunderts nach Indien, wo sie sich in einen einheimischen Arzt verliebt. Das beschwört einen Skandal herauf. Die Routine Leans kam auch diesem Film zugute, doch die zeitkritischen Töne der Vorlage werden weitgehend unter den Teppich gekehrt. Als Darsteller mit dabei: Peggy Ashcroft, Judy Davis, James Fox und Alec Guinness.
David Lean blieb bis ins hohe Alter aktiv. Er bereitete gerade das Projekt "Nostromo" vor, als ihn der Tod ereilte. Im Verlauf seines Lebens erhielt Lean zahllose Preise, darunter Oscars für "Die Brücke am Kwai" und "Lawrence von Arabien", den Großen Preis von Cannes für "Begegnung", den Publikumspreis der Berlinale 1954 für "Herr im Haus bin ich", dazu haufenweise British Academy Awards. Den New York Film Critics Circle Award hatte er gewissermaßen abonniert, mit ihm wurde er über ein Dutzendmal ausgezeichnet. Hinzu kommen Oscarnominierungen (zum Teil doppelt für Regie und Buch) für "Begegnung", "Geheimnisvolle Erbschaft", "Traum meines Lebens", "Doktor Schiwago", "Ryans Tochter" und "Reise nach Indien".