Nel 1960, Loren recitò in Le due donne di Vittorio De Sica , la storia cruda e cruda di una madre che cerca di proteggere la figlia dodicenne nell’Italia devastata dalla guerra. I due finiscono per subire uno stupro di gruppo all’interno di una chiesa mentre tornano nella loro città natale dopo la cessazione dei bombardamenti. Originariamente scelta per il ruolo della figlia, Loren ha combattuto contro la tipologia e alla fine è stata scelta per il ruolo della madre (l’attrice Eleonora Brown avrebbe interpretato la figlia). La performance di Loren le è valsa numerosi premi, tra cui il premio per la migliore interpretazione del Festival di Cannes e un Academy Award per la migliore attrice, il primo grande Academy Award per una performance non in lingua inglese o per un’attrice italiana. Ha vinto 22 premi internazionali per Due donne . Il film è stato accolto molto bene dalla critica e ha avuto un enorme successo commerciale. Sebbene orgoglioso di questo risultato, Loren non si è presentato al premio, citando la paura di svenire durante la cerimonia di premiazione. Tuttavia, il giorno dopo Cary Grant le telefonò a Roma per informarla del premio Oscar.

Durante gli anni ’60, la Loren era una delle attrici più famose al mondo e continuò a girare film negli Stati Uniti e in Europa, recitando con importanti protagonisti. Nel 1961 e nel 1964, la sua carriera raggiunse l’apice quando ricevette 1 milione di dollari per apparire in El Cid e La caduta dell’Impero Romano . Nel 1965, ha ricevuto una seconda nomination all’Oscar per la sua interpretazione in Matrimonio all’italiana al fianco di Marcello Mastroianni.