Вскоре после выхода в свет первых книг с иллюстрациями Билибина он стал известен не только в России, но и за ее пределами. Его графические рисунки перепечатывались в зарубежных изданиях, экспонировались на международных выставках. В 1904 году Пражский национальный театр заказал иллюстратору сказок эскизы декораций к опере Н. А. Римского-Корсакова «Снегурочка». Билибин оказался едва ли не первым русским художником, работавшим для зарубежной сцены, опередив в этом на несколько лет своих коллег по «Миру искусства». И в театре он оставался графиком, пользуясь в эскизах декораций и костюмов приемами, испытанными в иллюстрациях. Совместно с другими художниками «Мира искусства» Билибин принял участие в создании в Петербурге Старинного театра, просуществовавшего в течение двух сезонов (1907—1908 и 1911—1912). Идея режиссера и драматурга Николая Евреинова — реконструировать сценические формы прошлых эпох — оказалась близкой ретроспективным устремлениям мирискусников. В постановке средневекового миракля Рютбефа «Действо о Теофиле» (1907) Билибин обратился к симультанной (объединявшей несколько различных мест действия) декорации, с образцами которой знакомился по европейским гравюрам XV—XVI веков. Билибин делит сцену на три яруса. Декорация, изображающая разверзшуюся земную твердь, начинается с гигантской, почти во всю ширину сцены, головы дьявола внизу и завершается сверху символизирующей рай беседкой в чудесном саду и «билибинской» гирляндой облаков. Оформление «Действа о Теофиле» показало, что творческие возможности Билибина не ограничены русской тематикой. Об этом же свидетельствовали выполненные через год эскизы декораций и костюмов к «тайне в одном действии» Ф. Л. Соллогуба «Честь и месть» для театра-кабаре «Лукоморье», где художником создан стилизованный образ Франции XVII века. Билибин стал признанным мастером театрального костюма, исторически достоверного и сценически выразительного. Он выполнил эскизы русских костюмов к опере М. П. Мусоргского «Борис Годунов», с постановки которой в 1908 году в парижской Гранд-Опера начались оперные и балетные сезоны Дягилевской антрепризы, принесшие русскому искусству европейское и мировое признание; эскизы восточных костюмов для танцевальной сюиты «Пир» (1909), эскизы костюмов для русских плясок в исполнении Анны Павловой и Михаила Мордкина (1910) и, наконец, испанских костюмов к драмам «Фуэнте Овехуна» Лопе де Вега и «Чистилище Святого Патрика» Кальдерона для Старинного театра (1911). Самым значительным театральным созданием Билибина стало оформление первой постановки оперы Н. А. Римского-Корсакова «Золотой петушок», осуществленной в 1909 году театром Сергея Зимина в Москве. Сценическая композиция во всех трех действиях развернута художником параллельно портальной арке и основана на симметрии. Принцип симметрии, идущий от поэтики народного творчества, проявляется не только в пространственной организации каждой картины, но и в развитии зрительного образа спектакля во времени. Игрушечный, затейливый город, в первом действии видимый в далекой перспективе через арочные пролеты царских палат, в третьем — приближается к зрителю, вырастая до размеров зеркала сцены. Эти пестрые многокрасочные картины Дадонова царства, открывающие и заключающие постановку, обрамляют выдержанную в единой синевато-оливковой гамме декорацию второго действия, которая становится зрительным центром спектакля. Нарисованные на кулисах первого плана горки-лещадки громоздятся вверх. Из-за их волнистых наплывающих краев выглядывают кроны-розетки экзотических деревьев, а мохнатые ели, изгибаясь на уступах, будто кивают и кланяются вершинами, в то время как струи горного потока застыли, как в царстве мертвых. Уходящие в глубину и становящиеся темнее кулисы постепенно сближаются, и вся картина завершается на заднике силуэтами диких скал и круглой луной в ущелье. Небольшую игровую площадку замыкает расположенный на возвышении едва приоткрытый шатер Шамаханской царицы. Линия живет и движется в бесконечном потоке ритмов, очертания святилища роковой красавицы зеркально отражаются в контурах скал, сбегающих вниз из-под гирлянды облаков.

 Чувство условности театрального зрелища сближает Билибина с Александром Головиным. Несмотря на то, что Головин пришел в театр раньше, в период работы Билибина над «Золотым петушком» он еще только нащупывал те приемы стилизации, которые определят в будущем его творческое лицо. Билибин явился непосредственным предшественником Головина в создании декорации, расчлененной на ряд последовательных плоскостей, сведенных к основным элементам театрального оформления: кулисам, падугам, задникам; в применении на сцене условно-графических приемов. Оказавшись одним из самых ярких театральных явлений своего времени, постановка «Золотого петушка» заметно повлияла на последующих оформителей спектаклей со сказочными сюжетами. Это влияние испытала даже Наталья Гончарова, яркий представитель русского авангарда, создавшая в 1914 году для Дягилевской антрепризы эскизы декораций и костюмов к балету «Золотой петушок» на музыку Римского-Корсакова. Очевидно, опыт «Мира искусства» в освоении традиций народного творчества не остался не замеченным художниками следующих поколения, хотя они и не «облагораживали» изобразительный фольклор, а напротив, заостряли в свободных красочных пятнах, динамичных сдвигах форм наивную непосредственность примитива. Декорации к «Золотому петушку», как и иллюстрации к пушкинской сказке, — образец зрелого билибинского стиля. Мастер получил широкое признание, во многом разделив судьбу своих коллег по «Миру искусства». Художники, составлявшие в прошлом ядро объединения, сохранили групповую спаянность и дружеские связи и тогда, когда «Мир искусства» официально перестал существовать, а они вошли в Союз русских художников. После раскола Союза, в котором лидировали московские живописцы, петербургские художники в 1910 году воссоздали свою выставочную организацию под старым названием «Мир искусства». Еще недавно подвергавшиеся консервативной академической и передвижнической критике, они теперь сами стали «судьями изящества». Их произведения вошли в собрания Третьяковской галереи и Русского музея, экспонировались на различных отечественных и зарубежных выставках, репродуцировались в многочисленных изданиях. Распространение получили внедрявшиеся ими принципы оформления книги, мировую славу принесла театрально-декорационная живопись. Бывшие участники дягилевских выставок продолжали активно работать, но для многих из них принципиально новаторские завоевания остались уже позади. Билибинский стиль дальше не претерпит кардинальных изменений, он будет только обновляться и совершенствоваться. С конца 1900-х годов Билибин усиливает внимание к работе с натуры. Значительное место в его творчестве занимает теперь станковый пейзаж. В 1908 году в результате поездки в Англию и Ирландию появляется серия этюдов акварелью и карандашом, в которых запечатлены скалистые британские берега и которые определили основной тип билибинекого пейзажа с его вниманием к вечному, непреходящему. Над подобным пейзажем акварелью, карандашом и углем Билибин работал в Крыму, куда с 1910 года ездил каждое лето и где в 1913 в местечке Батилиман (несколько восточнее Балаклавы) стал, наряду с В. Г. Короленко, А. И. Куприным, С. Я. Елпатьевским, Е. Н. Чириковым, В. Д. Дерзизом, А. Ф. Иоффе, В. И. Вернадским, М. И. Ростовцевым, совладельцем коллективного имения. Контраст к британским и крымским пейзажам составили акварельные этюды русского леса зимой и ранней весной, проявившие лирический аспект дарования художника. Усиление внимания к натуре разнообразило выразительные средства билибинской графики, сделало более пространственными композиционные решения, что заметно в незаконченной серии иллюстраций к киевским былинам (1912—1918), в эскизах декораций к операм «Аскольдова могила» А. Н. Верстовского для театра Сергея Зимина (1912—1913), «Руслан и Людмила» М. И. Глинки (1913) и «Садко» Н. А.Римского-Корсакова (1914) для Петербургского народного дома Императора Николая II. Одновременно влияние лубка вытесняется у Билибина влиянием древнерусской иконописи, увлечение которой захватило в этот период художников различных направлений. У Билибика цвета становятся звучней и насыщенней, кажутся сияющими искусственным светом. Они сохраняют локальность и плоскостность, но границы между ними обозначаются теперь не черным проволочным контуром, а тональным сгущением и тонкой цветной линией. Таковы обложки журналов «Солнце России» и «Лукоморье» (1913, 1915), неизданные в свое время иллюстрации к сказке «Пойди туда, не знаю куда» (1919), такова и первая работа Билибина в области монументально-декоративного искусства — росписи интерьеров построенного по проекту Владимира Покровского в 1913 году к 300-летию Дома Романовых здания Нижегородского отделения Государственного банка. Метод работы Билибина не изменился, но теперь он ассоциируется уже не столько с процессом гравирования, сколько с трудом иконописца или знаменщика. Билибина могли вдохновлять не только законченные произведения древнерусской живописи, но и прориси, с которыми он был знаком и по оригиналам и по воспроизведениям в специальных изданиях лицевых иконописных подлинников. Чем, как не прорисями, становились билибинские кальки и переведенные на ватман, но оставшиеся без расцветки рисунки, подобные иллюстрациям к поэме А. С. Пушкина «Руслан и Людмила» с их строгой и одновременно виртуозной графикой (1917—1918). 30 января 1916 года Билибин был представлен к званию академика С.-Петербургской императорской Академии художеств. Искусство мастера накануне и в период Первой мировой войны во многом соответствовало государственной идеологии. Тем не менее, Февральскую революцию Билибин принял, как и большинство мирискусников, с пониманием, вошел в состав Особого совещания по делам искусств, выполнил эскиз нового герба — двуглавый орел без короны, плакат кадетской партии к Всероссийскому учредительному собранию. Но в сентябре 1917 года, предчувствуя новые социальные потрясения, покинул Петроград и уехал в Батилиман, где прожил около двух лет, участвовал в Комиссии по охране художественных сокровищ Крыма, помогал Сергею Маковскому в организации в Ялте в октябре 1918 выставки «Искусство в Крыму», на которой были представлены работы находившихся там художников (самого И. Я. Билибина, С. А. Сорина, С. Ю. Судейкина, Н. Д. Милиоти, Н. В. Пинегина) и старых мастеров из частных коллекций. В октябре-ноябре 1919, живя в Ростове-на-Дону, Билибин сотрудничал в журнале «Орфей», выполнял плакаты для деникинского издательства «Осваг». В декабре переехал в Новороссийск, откуда 21 февраля 1920 года отплыл на пароходе «Саратов» и, в силу сложившихся обстоятельств, попал в Египет, более четырех лет прожил в Каире и около года в Александрии, где состоялась его первая персональная выставка, устроенная местным обществом «Друзья искусства». В 1923 году Билибин вступил в гражданский брак со своей ученицей по Школе Общества поощрения художеств Александрой Васильевной Щекатихиной-Потоцкой (1892—1967), приехавшей в Каир с пятилетним сыном от первого брака Мстиславом. Дважды, в 1921 и 1925 годах, Билибин ездил в Верхний Египет к Луксорскому храму, летом 1924 совершил с новой семьей путешествие по Сирии и Палестине. Увлечение Ближним Востоком отразилось в многочисленных акварельных пейзажах, воспроизводящих его природу и архитектурные памятники, в карандашных портретах арабских крестьян, в декоративных стилизациях по мотивам древнеегипетского и мусульманского искусства. Но одновременно Билибин сохранял интерес к древнерусской и византийской живописи, чему способствовали заказы греческой колонии в Каире на декоративные панно и сирийской общины в Александрии на эскизы фресок и иконостаса православного храма. В 1923 году Билибин выполнил для гастролировавшей в Египте труппы Анны Павловой эскизы декораций и костюмов к двум балетам Н. Н. Черепнина: «Русская сказка» и «Роман мумии». С августа 1925 года Билибин с семьей — в Париже, ставшем центром русской эмиграции. Идеализация родной старины, сам «билибинский стиль», воссозданные художником образы русских святых, князей, былинных богатырей находили отклик в ностальгических настроениях соотечественников, а порой вызывали и современные политические ассоциации. Билибин работает для издательства Н. Карбасникова в Париже и О. Дьяковой в Берлине, в его оформлении и с его иллюстрациями выходят номера журнала «Жар-птица» (Париж — Берлин, 1926) и «Перезвоны» (Рига, 1928), тома «Хрестоматии по истории русской литературы» (София, 1931 и Париж, 1932), сборник рассказов И. А. Бунина «Последнее свидание» (Париж, 1927) и «Солдатские сказки» Саши Черного (Париж, 1933), он выполняет эскизы фресок и иконостаса для русского храма на Ольшанском кладбище в Праге. Художник поддерживает все, что направлено на сохранение, изучение и популяризацию отечественной культуры: общество «Икона» в Париже, русский музей в Праге; публикует некрологи, посвященные Б. М. Кустодиеву, М. К. Тенишевой и И. Е. Репину. Основные силы в конце 1920-х — начале 30-х годов. Билибин отдал русским оперным сезонам в Театре Елисейских полей, организованным антрепризой М. Н. Кузнецовой-Бенуа «Частная парижская опера» и антрепризой А. А. Церетели и В. Г. Базиля «Русская опера в Париже» и объединившим крупные отечественные художественные силы (Ф. И. Шаляпин, А. И. Мозжухин, Э. А. Купер, Н. Н. Евреинов, А. А. Санин, М. М. Фокин, Б. Ф. Нижинская, К. А. Коровин, А. Н. Бенуа, И. Я. Билибин и многие другие). Для первой антрепризы Билибин оформил постановку «Сказки о царе Салтане» Н. А. Римского-Корсакова (1929, часть костюмов А. В. Щекатихиной-Потоцкой), названную критикой «миром ожившей иконы», для второй — постановки «Князя Игоря» А. П. Бородина (1930), «Царской невесты» Н. А. Римсого-Корсакова (1930) и «Бориса Годунова» М. П. Мусоргского (1931), в 1931 художник выполняет эскизы декораций и костюмов к балету И. Ф. Стравинского «Жар-птица» для театра Коллон в Буэнос-Айресе, в 1934 — к опере К. А. Римского-Корсакова «Сказание о невидимом граде Китеже» для театра в Брно, а в 1935 Пражский национальный театр повторяет парижскую постановку «Сказки о царе Салтане». Во французский период своей жизни Билибин неоднократно выступал на выставках русского искусства: в Брюсселе, в Копенгагене, в Белграде, в Праге и в Париже. Как последний председатель «Мира искусства», избранный в 1916 году, явился одним из инициаторов выставки этого объединения в 1927 году в парижской галерее Бернгейма Младшего. В том же году состоялась персональная выставка Билибина в Праге, а в 1929 — совместная Билибина и Щекатихиной-Потоцкой в Амстердаме. В мастерской Билибина на бульваре Пастера собирался цвет русского зарубежья: политические деятели П. Н. Милюков, А. Ф. Керенский, В. А. Маклаков, известные писатели, художники, артисты. Со многими из них Билибин общался также на Средиземноморском побережье в местечке Лефовьер, где приобрел небольшой участок земли и проводил каждое лето с 1927 по 1936, работая чаще всего углем над пейзажами. Однако к середине 1930-х годов в эмигрантской среде углубляется раскол, начинается массовое обнищание, оказываются недолговечными русские художественные организации. Главными заказчиками Билибина становятся теперь французские издательства. «Boivin et Cie» выпускает с иллюстрациями и в оформлении художника сборники сказок: русских — «Сказки избы» («Contes de l’Isba», 1931), французских — «Сказки ужихи» («Contes de la Couleuvre», 1932) и немецких — «Сказки братьев Гримм» («Contes des freres Grimm», 1935), к ним примыкают «Сказки русской бабушки» («Tales of Russian Grandmother», 1933) нью-йоркского издательства «Dublday Dadan a Company». В издательстве «Flammarion» выходят иллюстрированные Билибиным книжки-тетрадки для детей: «Сказка о золотой рыбке» («Conte du petit poisson d’or», 1933), «Ковер самолет, костяная трубка и волшебное яблоко» («Le Tapis volant, le tuyan d’ivoire et la pomme magique», 1935), «Русалочка» Г. Х. Андерсена (G. H. Andersen. La Petite Sirens», 1937). В издательстве «Fernand Nathan» — сочинения по французской и русской истории: «Генрих IV» А. Монтго (A. de Montgon. Henri IV, 1934), «Картуш и его шайка» Ш. Квинеля и А. Монтго (Ch. Quinel, A. de Montgon. Cartouche et sa bande, 1935), «Петр Великий» X. Иссерли и Г. Пикве (H. Isserlis et G. Piquet. Piere le Grand, 1935). Новые темы и типы изданий расширили диапазон художника книги. Но зависимость от вкусов заказчиков, то требовавших русской экзотики, повторения старых мотивов, то, напротив, заставлявших отказаться от себя, европеизироваться, не могла не сказываться отрицательно. «Несмотря на громадный интерес жизни в Париже, в мировом центре искусства, мне больше всего не хватало моей страны, — писал позже Билибин. Он не принял иностранного подданства и в сентябре 1935 стал гражданином СССР, а через год, после завершения работы над панно «Микула Селянинович» для советского посольства в Париже, отплыл с семьей из Антверпена на теплоходе «Ладога» в Ленинград, куда прибыл 16 сентября 1936 года. Главной до конца жизни художника стала педагогическая деятельность. По приезде он был назначен профессором графической мастерской Института живописи, скульптуры и архитектуры Всероссийской академии художеств и официально утвержден в этом звании и степени доктора искусствоведческих наук Высшей аттестационной комиссией 23 июня 1939 года. Одновременно Билибин работает в области книжной графики и театрально-декорационного искусства (эскизы декораций и костюмов к опере Н. А. Римекого-Корсакова «Сказка о царе Салтане» для Ленинградского государственного академического театра оперы и балета им. С. М. Кирова, 1936—1937; к пьесе И. Б. Вахтерева и А. В. Разумовского «Полководец Суворов» для Ленинградского государственного академического театра драмы имени А. С. Пушкина, 1939) и монументально-декоративного искусства(эскизы росписей и мозаик для Дворца Советов в Москве, 1938). Во время летних поездок на Украину, Черноморское побережье Кавказа, в Курскую область и в Крым выполняет акварелью пейзажи. Оставшись в блокадном Ленинграде» Билибин разделил с родным городом все беды и лишения. 31 декабря 1941 года на встрече Нового года в бомбоубежище Академии художеств уже теряющий силы художник прочел свою последнюю оду, которая завершалась словами: И то, что было — станет снами, А то, что будет — будет свет! Скончался Билибин 7 февраля 1942 года. Похоронен в братской могиле профессоров Института живописи, скульптуры и архитектуры на Смоленском кладбище в Ленинграде, над могилой в 1960 году установлен памятник по проекту архитектора В. О. Мунца. Главной в последние годы жизни была для Билибина работа, начатая два десятилетия назад, над иллюстрациями к киевским былинам. Она замышлялась как итоговая. За полтора месяца до смерти художник писал: «Книга должна выйти; когда наступит победоносный мир, книга о нашем эпическом и героическом прошлом». Своего автопортрета Билибин не создал, но его характерное русское лицо, обрамленное расчесанными на прямой пробор черными, как смоль, волосами и заостренной бородкой, словно невзначай возникает в композициях разных лет, среди пиров и сражений, в княжеском тереме и крестьянской избе. Художник видит себя в любимой им былинно-сказочной стране. Последний раз он появляется в облике богатыря-красавца, гордо мчащегося, преодолевая препятствия, через леса, горы и реки в стольный Киев. Выполнив рисунок карандашом, Билибин почувствовал, что силы покидают его. Не приступая к расцветке акварелью, вверху листа на полях он поставил крестик и прикрыл его кнопкой. Ранее благосклонная к Билибину, судьба на этот раз оказалась безжалостной. «Чему, чему свидетели мы были», — мог повторить он слова Пушкина. Революции, гражданская война, эмиграция, трагедии 1930-х годов... Билибина миновали многие беды, выпавшие на долю его поколения. Кажется, само искусство оберегало художника. «Еще юношей я нашел тот источник, который был мне нужен и любим, и с которым я не расстанусь до самой своей смерти», — говорил Билибин на склоне лет. Освещенное ровным светом, творчество этого мастера не знало резких поворотов; в его основе была любовь к Родине, к своему народу, вера в созидательную, облагораживающую роль красоты. И думается, что именно это делает билибинское наследие столь привлекательным для человека нашей сложной, драматичной эпохи.