Ab Ende der 50iger Jahre war die Schauspielerin in eher konventionellen Filmen zu sehen, wie etwa 1960 in Jean Delannoys Melodram "Princesse de Clèves"¹⁾ (Prinzessin Cleve). Es gelang ihr jedoch das Image des Sexstars abzulegen, so lehnte sie beispielsweise die Hauptrolle in den "Angélique"-Filmen ab, in denen dann Michèle Mercier neben ihrem Mann Berühmtheit erlangte.
1963 erhielt Marina Vlady in Cannes eine Auszeichnung für ihre Titelrolle als sich emanzipierende Ehefrau Regina in Marco Ferreris moralkritischem Film "Una storia moderna"¹⁾ (Die Bienenkönigin). Drei Jahre später arbeitete sie mit Orson Welles in dessen Falstaff-Variante "Campanadas a medianoche" zusammen und übernahm dann 1967 die Hauptrolle der Juliette Jeanson in Jean-Luc Godards Parabel "Deux ou trois choses que je sais d'elle"¹⁾ (Zwei oder drei Dinge, die ich von ihr weiß).
Während ihrer Arbeit für den Film gab Marina Vlady auch Theatergastspiele, unter anderem in Rumänien und der Sowjetunion, wo sie 1970 in dritter Ehe den Schauspieler und Sänger Vladimir Vysockij heiratete; in Márta Mészarós "Ök ketten" (Marie und Julie) hatte das Ehepaar 1977 den einzigen gemeinsamen Filmauftritt.

In den 80er Jahren war Marina Vlady neben ihrer umfangreichen Tätigkeit für das Fernsehen zuletzt 1988 auf der Leinwand mit der herausragenden Rolle der Bordellwirtin in Maria Knillis Emigrationsstudie "Follow Me" zu sehen sowie als Partnerin Marcello Mastroiannis in Ettore Scolas Abgesang auf bessere Kinozeiten "Splendor".
1987 veröffentlichte die Schauspielerin ihre Erinnerungen an ihren 1980 verstorbenen Mann Vladimir Vysockij, die in der Sowjetunion zum Bestseller wurden; in Deutschland kam das Buch 1991 mit dem Titel "Eine Liebe zwischen zwei Welten – Mein Leben mit Wladimir Wyssozki" in die Buchhandlungen.
Die erste Ehe des Stars mit Robert Hossein war 1959 geschieden worden, auch die 1963 geschlossene Ehe mit dem Geschäftsmann Jean-Claude Brouillet war nach nur drei Jahren gescheitert. Nach dem Ableben von Vladimir Vysockij ehelichte Marina Vlady den Krebsforscher Dr. Léon Schwartzenberg, mit dem sie bis zu dessen Tod im Jahre 2003 verheiratet war.