Lá começa sua Fase Azul (1901-1904). Com predomínio de tons de azul, o artista retrata a melancolia dos marginalizados pela sociedade. Segue-se a Fase Rosa (1905-1907), com abundância de rosa e vermelho e caracterizada pelo lirismo.
Sob influência de Cézanne, desenvolve o cubismo. A obra Les Demoiselles d''Avignon (1907) marca o início do movimento, fundamentado na decomposição da realidade. Em 1937 pinta o mural Guernica, que pertence ao expressionismo e representa o massacre da população da cidade de Guernica durante a Guerra Civil Espanhola (1936-1939).
Nos anos 40 pinta inúmeros quadros que lembram os estilos de seus primeiros trabalhos. Dedica-se também à escultura, à gravação e à cerâmica. Nos anos 60 passa a recriar quadros célebres, como O Almoço Sobre a Relva (1961), de Manet, ou As Meninas, de Velázquez.
Aos 87 anos produz em sete meses uma série de 347 gravuras com temas da juventude: o circo, as touradas, o teatro, as situações eróticas. Morre em Mougins, perto de Cannes.