1945 wird Nay nach kurzer Gefangenschaft von den Amerikanern entlassen. Er zieht nach Hofheim am Taunus, da seine Berliner Wohnung bei einem Bombenangriff zerstört wurde. In den „Hekatebildern“, in denen Motive aus Mythos, Legende und Dichtung anklingen, verarbeitet er von 1945 bis 1948 künstlerisch die Kriegs- und Nachkriegszeit. Die glühenden Farben und verschlungenen Formen der „Fugalen Bilder“ (1949 bis 1951) kündigen bereits einen Neubeginn an. 1951, als Nay nach Köln zieht, werden seine Bilder schließlich völlig ungegenständlich und allein die Farbe wird zum Bildinhalt („Rhythmische Bilder“). Ein Jahr zuvor zeigt die Kestner-Gesellschaft Hannover Nays erste Retrospektive. Ab Mitte der 1950er Jahre beherrschen in den „Scheibenbildern“ runde, doch niemals streng abgegrenzte Farbflächen den Bildraum, die schließlich ihre Weiterentwicklung in den „Augenbildern finden“.

Nays internationaler Durchbruch vollzieht sich mit seiner ersten amerikanischen Einzelausstellung in den Kleeman Galleries, New York 1955, seinem Beitrag für die Biennale in Venedig 1956 sowie seiner Beteiligung an der documenta in Kassel (1955, 1959 und 1964). Ernst Wilhelm Nay erhält wichtige Preise und ist bei fast allen repräsentativen Ausstellungen deutscher Kunst im In- und Ausland vertreten. In der Öffentlichkeit werden Nays neue Bilder heftig diskutiert. Auf der ‚documenta III‘ (Kassel 1964) sind drei 4 x 4 Meter große Hauptwerke von 1964 in einer ungewöhnlichen Hängung an der Decke präsentiert und lösen einen erregten Pressestreit aus. Bedeutende Einzelausstellungen in New York und in Paris (1964 Galerie Knoedler), in Frankfurt a.M., Hamburg, München, Karlsruhe und Münster machen Nays Augenbilder weithin bekannt.