Le 20 septembre 1946 s'ouvre le premier Festival international du film, après une tentative interrompue en 1939. L'atmosphère est légère après ces années de guerre et les stars du cinéma sont au rendez-vous pour découvrir les charmes de la région. Côté projection, le cinéma italien se révèle avec Rome ville ouverte (Roma, città aperta) de Roberto Rosselini. Le film obtient un Grand Prix et découvre un nouveau courant de grande portée : le néoréalisme. Pourtant, lors de sa projection, dans l'après-midi « tout le monde digérait les yeux mi-clos ; mon frère et moi étions pratiquement seuls dans la salle, » se souvient le réalisateur. 

En 1949, le beau temps incite les festivaliers à se distraire entre les séances de cinéma. Bains de mer, ballades, ski nautique… puis il faut s'habiller en toute hâte pour les projections. Alors, le comité instaure des séances avec cravates et sans cravates. Mais immédiatement, les invités considèrent les films choisis pour les projections avec cravates comme ceux de meilleure qualité. Ce jugement blesse les participants étrangers représentant les nations dont les projections se font sans cravate et les plaintes se multiplient.

Le Festival de Cannes de 1955 voit naître sa Palme d'or mais il voit aussi la naissance d'une star à la française, qui symbolise la femme libérée et le naturel. Brigitte Bardot n'a tourné que quelques films et ce n'est que l'année suivante que Roger Vadim l'immortalise dans Et Dieu créa la femme. Elle revient à Cannes seulement en 1967 ; longue attente car Brigitte Bardot estime que le Festival l'a lancée « par hasard, faute de grives », dira-t-elle à son retour. L'ascension de Brigitte Bardot, dont le point de départ a été le Festival, a participé au formidable développement du phénomène starlettes.

En 1954, une jeune actrice américaine, Grace Kelly, vient sur la Côte d'Azur avec Cary Grant pour y tourner sous la direction d'Alfred Hitchcock. Elle participe au Festival international du film l'année suivante pour défendre Une fille de province (The Country girl) de George Seaton. Profitant de sa présence sur la Côte d'Azur, le journaliste Pierre Galante lui organise une rencontre avec le Prince Rainier de Monaco. Ils se marièrent le 22 avril 1956, la veille de l'ouverture du Festival. La date de la manifestation a été choisie pour que toutes les personnalités présentes à la cérémonie monégasque puissent ensuite se rendre à Cannes.

En 1958, le film de Claude Chabrol, Le Beau Serge, est pressenti pour la sélection française du Festival. Mais, il est remplacé au dernier moment. Le mal est réparé lors de l'édition suivante puisque François Truffaut, jeune réalisateur, repart de Cannes avec le Prix de la meilleure mise en scène pour ses Quatre cents coups. À partir de là, dans la lignée des Cahiers du Cinéma, le mouvement cinématographique français, appelé Nouvelle Vague – expression reprise à Françoise Giroud – impose pour un temps son regard sur le cinéma.

Le premier à déclencher une grève des photographes des marches du Palais est Paul Newman. En 1975, il est invité à Cannes pour le Festival et, après un voyage pénible, il refuse de poser pour les photographes. Le soir, lors de la célèbre montée des marches,  tous les journalistes déposent leur appareil à leurs pieds en signe de protestation. Paul Newman avoue plus tard « que c'est la plus grande leçon qu'on lui ait donnée. » Isabelle Adjani, en 1983, lors de la projection de L'Eté meurtrier, subira le même sort.

Dès la première édition du Festival international du film, l'entente règne entre les différentes délégations et les apéritifs contribuent à créer des liens. Dans cette atmosphère, une représentante officielle américaine, totalement ivre, faillit tomber de la fenêtre du premier étage. Quelques années plus tard, lors d'une soirée en l'honneur de la délégation anglaise, l'ambassadeur de Grande-Bretagne en France s'illustra sur les chants des guitares gitanes en rejoignant sur la table du buffet, en chaussettes, l'actrice Imogen Hassel pour un flamenco endiablé.

En 1971, le film de Jean-Paul Rappeneau, Les Mariés de l'An II, est projeté en clôture du Festival. À cette occasion, tous les jeunes mariés de Cannes sont invités à la séance par la production s'ils prouvent que leur union a bien eu lieu dans l'année. Une loge d'honneur est même prévue pour ceux qui ont eu la chance de se marier le jour de la projection.

Talentueux, jeune et séduisant… l'image de Gérard Philipe est à jamais gravée dans le cœur de ses admirateurs. Lors de l'édition de 1972, un hommage est rendu à cet enfant du pays par l'installation d'une plaque commémorative, avenue du Petit-Juas, devant l'immeuble où l'inoubliable Fanfan a passé son enfance. Ses trois participations au concours cannois ont d'ailleurs été couronnées de succès : Prix de la meilleure partition musicale du Festival de 1951 pour Juliette ou la clef des songes de Marcel Carné, Prix de la mise en scène en 1952 pour Fanfan la Tulipe de Christian-Jaque et Prix spécial du Jury du FIF 1954 pour Monsieur Ripois (Knave of hearts) de René Clément.

Au cours des premières années du Festival de Cannes, quelques dessins animés ont fait partie des sélections officielles. L'un d'entre eux, Dumbo de Ben Sharpsteen (pour Walt Disney), a même remporté un Grand Prix en 1947, tandis qu'un autre, Les Aventures de Peter Pan, de Hamilton Luske, Clyde Geronimi et Wilfred Jackson (toujours pour Walt Disney), a conquis plus de sept millions de spectateurs en France en 1953. Le règlement de la manifestation réservait d'ailleurs un prix aux films de cette catégorie. Pourtant, à  part ces quelques cas, le genre n'est pas représenté dans les sélections durant vingt ans. Il faut effectivement attendre 1973 pour que La Planète sauvage de René Laloux soit présenté et reconnu à Cannes en remportant un Prix spécial. Dernière sélection en date, Shrek, film d'animation, de Victoria Jenson et Andrew Adamson, présenté en 2001.

À noter, dans les sélections des sections parallèles, les très appréciés Triplettes de Belleville de Sylvain Chomet en 2004 et Nos voisins les hommes (Over the hedge), film sorti des studios DreamWorks Animation en 2006.

En 1974, parallèlement au Festival, se déroule la Semaine du film politique, au cours de laquelle est prévue la projection d'Histoire d'A, film sur l'avortement et dont le visa d'exploitation a été refusé par les autorités. L'interruption de la séance au Lido, boulevard de la République, est réalisée par les forces de l'ordre qui font évacuer les spectateurs. Ceux-ci, pour protester, vont s'asseoir sur les marches du Palais. Ils provoquent également l'arrêt d'une émission de télévision présentée par Pierre Tchernia. Soutenus par la Société des Réalisateurs de Films, les manifestants obtiennent une projection exceptionnelle du film.

La censure a provoqué de nombreux scandales au Festival de Cannes mais son abolition en entraînera autant. Car, dans les années 1970, les auteurs s'attaquent à des thèmes insolites et délicats. D'abord Marco Ferreri avec La Grande bouffe (La Grande Abbuffata) qui s'en prend à la société de consommation en 1973. Puis, Thierry Zeno, deux ans plus tard, avec Vase de noce, film abordant la zoophilie présenté à la Semaine de la Critique. Bien que récompensé par un Prix du Jury, Crash de David Cronenberg en 1996 choque pour la violence des images tout comme Irréversible de Gaspar Noé en 2002. La Semaine Internationale de la Critique se fait également remarquer en 2005 avec la sélection du film, The Great ecstasy of Robert Carmichael de Thomas Clay.