1900 nimmt seine Tante ihn mit auf eine Reise nach Venedig, Triest, Wien und Prag, die Vallotton mit neuer Energie versorgt und seine Leidenschaft für die Kunst wiederbelebt. Seit 1892 steht der Künstler in Verbindung mit den Nabis um Bonnard, Denis und Vuillard. Zwar sieht man seiner flächigen, farblich kontrastierenden Malerei aus dieser Zeit den Kontakt zu der Künstlergruppe an, jedoch bleibt Vallotton immer der so genannte „Nabis étranger“, der nur zu Vuillard eine tiefe Freundschaft pflegt und sich nicht gänzlich den kategorischen Ansichten der Vereinigung verschreibt. Stattdessen widmete er sich um die Jahrhundertwende ausschließlich der Perfektionierung der Druckgrafik, mit der ihm schließlich der künstlerische Durchbruch gelingt. Es folgen Illustrationen für namhafte französische Zeitschriften, durch die Verbindung zu Julius Meier-Graefe für die deutsche „Jugend“, aber auch für Publikationen in England und den USA, zudem bebildert Vallotton die Bücher internationaler Schriftsteller. Durch den ruhmreichen Erfolg mit seinen Druckgrafiken stellt sich somit allmählich auch die finanzielle Entspannung ein. Das ermöglicht dem Künstler auch, sich wieder vermehrt der Malerei zu widmen. Diese verändert sich ab 1900, sie wird persönlicher und intimer, oft malt er Porträts seiner Frau oder Interieurs der eigenen Wohnung.
Nachdem er bereits 1899 / 1900 eine gefeierte Ausstellungsbeteiligung in der Wiener Secession hat, folgen in den kommenden Jahren zahlreiche Ausstellungen in Frankreich, Deutschland, Österreich, Italien und Vallottons alter Heimat Schweiz. Doch der Ausbruch des Ersten Weltkriegs bedeutet auch für den Künstler ein Abflauen des Erfolgs. Auslöser sind unter anderem einige bissige Karikaturen auf Kosten der Deutschen, die unter potentiellen Käufern missbilligend zur Kenntnis genommen werden. In Folge dieser Ablehnung entwickelt der sensible Künstler eine Depression und leidet zunehmend unter gesundheitlichen Problemen. Zwar erholt sich das Geschäft mit seiner Kunst nach Ende des Krieges, nicht aber Vallottons Gesundheit. Am 29. Dezember 1925 stirbt Félix Vallotton an den Folgen einer Operation.