Consapevole che si tratta di due compagnie costituite in buona parte da attori di cinema, nella stagione 1945-1946, fa in modo di farsi scritturare come attrice giovane nella Pagnani-Ninchi-Brazzi, ovvero una formazione primaria stabile e non occasionale: in questo periodo fra l’altro ha l’opportunità di recitare in due prestigiosi allestimenti come Strano interludio di Eugene O’Neill, per la regia di Ettore Giannini e Amarsi male (Les mal aimés) di François Mauriac (per la regia di Orazio Costa). Rendendola più umanamente e professionalmente matura, queste esperienze teatrali la aiutano a conoscere meglio le proprie possibilità espressive e, perciò, di nuovo di fronte a una macchina da presa, ad avvicinarsi, con una sicurezza e una competenza inimmaginabili fino a pochi anni prima, a personaggi come, per esempio, quello della «ragazza» in Roma città libera (1946) di Marcello Pagliero: «era un film - come dirà lei stessa - dove io mi sentivo finalmente più vera, più matura, un personaggio più realistico, non da telefoni bianchi» (Francesco Savio, Cinecittà anni Trenta, cit., p. 384). In questo film - continua - «per la prima volta mi sono piaciuta. Ho avuto il coraggio di andarmi a vedere e ho detto: “toh!, mi piace una Valentina così”, e ho incominciato suppongo su quella strada» (ibidem).

Vengono poi, fra le altre cose, la parte di Maria nella commedia Un americano in vacanza (1946) di Luigi Zampa, che le procura il contratto hollywoodiano con la Fox, quella di Louise de Renal nel Corriere de re (1947), adattamento del romanzo Le rouge et le noir di Stendhal e ultimo film di Gennaro Righelli, e quelle di Fantina e Cosetta nei Miserabili (1948) di Riccardo Freda. Nel 1974, nostalgicamente, l’attrice racconterà così un aneddoto risalente alle riprese del Corriere del re: nella scena della morte di Louise, «Righelli aveva fatto venire un violinista che mi suonava le note laceranti del Tristano. [...] Ancora c’era l’atmosfera della Bertini, della Borelli. Era stupendo. Mi ricordo che chiamavano lì l’orchestra, quasi per ispirarti, per farti entrare nella situazione. [...] Era bellissimo, avevano ragione loro. Anzi io mi ci ero adagiata su questa cosa, avrei sempre voluto dei violinisti lì a mia disposizione. Adesso non c’è più nessuno che ti chiama un violinista o un pianista a suonarti Chopin o il Tristano» (ivi, p. 379).

Nel 1949, dove si reca anche per allontanarsi da De Sabata, è in America, dove viene ribattezzata Valentina Cortesa e interpreta la protagonista di Thieves’ Highway (in italiano I corsari della strada) prodotto dalla 20th Century Fox e diretto da Jules Dassin, con cui ha una breve e tempestosa relazione: «sono fuggita anche da lui, era sposato, aveva dei figli e io detesto i divorzi. Ma poi divorziò e mi inseguì con gli anelli: ci sposammo simbolicamente sotto un albero di Villa Borghese» (Anonimo, La Cortese. Io travolta dagli amori, in «La repubblica», 30 giugno 2003, p. 35).

L’anno successivo è poi Victoria Kowelska nel thriller The house on Telegraph Hill (in italiano Ho paura di lui) diretto da Robert Wise e sempre prodotto dalla Fox: al suo fianco è l’attore Richard Basehart, di cui, il 24 marzo del 1951, diventa la moglie. Dalla loro unione, l’11 ottobre dello stesso anno, nasce Jackie Basehart, che da grande intraprenderà la carriera dei genitori. Qualche tempo dopo, come dirà lei stessa, «avvenne il fattaccio»: «Darryl Zanuck, patron della Fox, si era permesso di corteggiarmi. - racconterà - A un party io gli gettai addosso un bicchiere di whisky. Il giorno dopo lui mi chiamò nel suo studio. Pareva un leone in gabbia. “Ti posso distruggere”, disse. “Fai pure, voglio tornare a casa”, gli risposi. Quella carogna mi tenne sotto contratto ancora per tre anni ma senza farmi lavorare» (Anna Bandettini, Valentina Cortese, l’ultima diva. Io e Visconti offesi da Pinter, in «La repubblica», 2 novembre 2005, p. 47).

Nel 1952, la famiglia al completo è in Italia, dove Basehart fra le altre cose trova il modo di essere «Il Matto» nella Strada (1954) di Federico Fellini e «Picasso» nel Bidone (1955) sempre di Fellini, mentre la moglie è Lulù nell’omonimo film di Fernando Cerchio (1953) tratto dalla commedia di Carlo Bertolazzi, Lisa nella Passeggiata (1953) di e con Renato Rascel e, nel 1954, la patetica sorella del nevropatico conte Vincenzo Torlato-Favrini (Rossano Brazzi) in The barefoot contessa (in italiano La contessa scalza), melodramma monumentale girato a Cinecittà e scritto e diretto da Joseph Mankiewicz, al servizio della diva Ava Gardner. Nel 1955 tratteggia con grande misura e finezza il difficile personaggio di Nene, moglie innamorata del debole, egoista e bugiardo Lorenzo (Gabriele Ferzetti), nelle Amiche (1955) di Michelangelo Antonioni: per questa interpretazione viene premiata con il Nastro d’Argento come migliore attrice non protagonista. Nel 1956, al fianco di Edmund Gwenn, prende parte alla commedia Calabuch (in italiano Calabuig) diretta dallo spagnolo Luis García Berlanga e sceneggiata, fra gli altri, da Ennio Flaiano. Nel 1958, per l’ultima volta insieme al marito, recita in Amore e guai di Angelo Dorigo.