К началу 70-х, кроме «Союзмультфильма», обороты набирают студия «Экран», Свердловская киностудия, Саратовтелефильм, Пермьтелефильм и отделении мультипликации на Беларусьфильме. Мультипликаторы вновь начинают эксперименты с формой и стилями. В свет выходят всеми известные «Трое из Простоквашино», «Летучий корабль», «Котёнок по имени Гав», «Бременские музыканты», «Умка», «Золушка», «Голубой щенок», «Неудачник».
Но самое необычное, загадочное и многослойное явление 70-х – это творчество Юрия Норштейна, который создал исключительного нового героя и положил начало русской авторской анимации. Норштейн придумал сложнейшую технику многоярусной перекладки. Этот способ на этапе съемки превращает каждый образ из его фильма в похожее на чешую соединение мельчайших элементов, каждый из которых двигается отдельно (буквально каждый глаз, губа или палец). В результате герой фильма, хоть и совсем не похож на реалистического персонажа – гротескный, смешной, неправильный (на несовершенном, «невыглаженном» рисунке Норштейн настаивает) – действительно живет и дышит. Норштейн создал особый жанр поэтической анимации, чистой лирики, развивающейся в череде зрительных образов. Здесь внезапные ассоциации, воспоминания, страхи, мечты – важнее собственно движения сюжета. Норштейн снял всего шесть фильмов, из которых самые знаменитые - два последних: «Ежик в тумане» (1975) и «Сказка сказок» (1979). Оба в разное время были признаны лучшими мультфильмами всех времен и народов.
Многие мультфильмы того периода начинают, пока еще осторожно, указывать на проблемы советского общества. Например, «Большие неприятности» Валентины и Зинаиды Брумберг решают социальные проблемы, такие как алкоголизм, тунеядство и влияние молодежного контркультурного движения «Стиляг». Хитрук «Человек в рамке» тонко осуждает советскую бюрократию. «Стеклянная гармоника» Хржановского представляет собой совершенно новую тему для советского анимационного фильма, он ставит под сомнение советскую социальную этику. Сюжет фильма повествует о музыканте, который пришел в город, находящийся под властью человека в Котелке, и пытается при помощи своей музыки пробудить в людях тягу к свободе. Объектом критики Хржановского являются люди, которые подавляют свободу мысли и творчества художников. Фильм стал жертвой цензуры и был запрещён к показу на долгие годы.