1951
Nel corso di questo anno decisivo, Lucio Fontana raggiunge traguardi artistici significativi. La sua proposta per la quinta porta del Duomo supera il secondo giudizio, affiancando nomi come Enrico Manfrini e Francesco Messina.
Il 26 novembre firma con numerosi intellettuali il quarto Manifesto dell'Arte Spaziale. Continua a sviluppare il ciclo dei buchi, utilizzando pietre e vetri colorati per approfondire la riflessione sulla dimensionalità e sull'infinito, condensando concetti attraverso assenza e presenza.
1952
Ottiene il secondo premio ex aequo con Minguzzi per la quinta porta del Duomo di Milano. Alla Galleria del Naviglio espone per la prima volta lavori del ciclo dei buchi, che ripresenterà in estate in una personale, mentre perfeziona il ciclo delle "pietre".
Prosegue la collaborazione con gli architetti e trasferisce il suo studio in corso Monforte 23, che manterrà fino al 1968.
1953
Realizza soffitti a buchi per il cinema del Padiglione Breda e del Padiglione Sidercomit alla XXXI Fiera di Milano, usando neon e nastri metallici in caduta libera, con l'architetto Luciano Baldessari.
Presenta nuovamente dipinti del ciclo dei buchi alla Galleria del Naviglio, continuando a sviluppare le "pietre" con crescente sperimentazione.
1954
Dopo una nuova personale alla Galleria del Naviglio, partecipa alla XXVII Biennale d'Arte di Venezia con venti opere che coprono il periodo 1930–1952. Partecipa al I Congresso Internazionale dell'Industrial Design e al Premio Nazionale Albisola 1954 per la Ceramica.
Pubblica lo scritto La ceramica nell'Italia moderna sul primo numero di Céramique dell'Académie Internationale de la Céramique di Ginevra. Alla XXXII Fiera di Milano realizza con Baldessari un soffitto al neon per il Padiglione Breda.
Continua la serie delle "pietre", avvia i cicli dei "gessi" e dei "barocchi", e sviluppa parallelamente la scultura in ceramica. Giulia Veronesi scrive sul suo lavoro nel volume Tre pittori e tre scultori a Milano.
1955
Personali di ceramiche si tengono alla Galleria San Fedele (Roma) e alla Galleria dello Zodiaco (Milano). Partecipa a numerose rassegne internazionali: Premier Festival International de la Céramique a Cannes, Exposición de Arte Italiano Contemporáneo a Madrid, Il Gesto alla Galleria Schettini di Milano e alla VII Quadriennale Romana con cinque dipinti delle "pietre".
L'evoluzione avviata nel 1952 porta a un'inflessione barocca, che si accentuerà fino al 1957. La concezione dinamica della materia genera immagini telluriche che riflettono il movimento cosmico.
1956
Alla Galleria del Naviglio si celebrano i dieci anni dello Spazialismo, con la partecipazione degli artisti storici. Fontana si dedica alla grafica e partecipa alla Fourth International Biennal of Lithography a Cincinnati.
Le sue opere circolano in città australiane nella mostra Italian Art of the 20th Century, organizzata da Enrico Prampolini. Conclude il ciclo delle "pietre" e sviluppa quelli dei "barocchi" e dei "gessi".
1957
Partecipa a eventi nazionali e internazionali, con personali a Genova, Milano, Roma, Torino e Venezia. Alla XI Triennale di Milano, curata da Achille e Pier Giacomo Castiglioni, realizza una composizione murale con graffiti e vetri colorati sullo scalone d'ingresso.
Conclude il ciclo dei "barocchi", sviluppa quello dei "gessi", avvia una nuova serie di buchi. Inizia anche a lavorare agli "inchiostri" e alle "carte", creando sculture "spaziali" su gambo di ferro.
1958
Espone a Bergamo con Piero Manzoni ed Enrico Baj alla Galleria Bergamo, e organizza una nuova personale alla Galleria del Naviglio. Alla XXIX Biennale di Venezia presenta "barocchi", gessi, sculture su gambo e inchiostri. Firma il settimo Manifesto tecnico dello Spazialismo.
1959
Il ciclo dei tagli viene presentato alla Galleria del Naviglio e poi alla Galerie Stadler di Parigi, con catalogo di Michel Tapié. Enrico Crispolti presenta alla Galleria L'Attico di Roma la prima revisione complessiva dell'opera di Fontana, poi esposta alla Galleria Notizie di Torino.
Espone alla II Documenta di Kassel e all'estero. Ad Albisola lavora a sculture in terracotta, avviando il ciclo delle nature. Si dedica ai buchi, alle carte e soprattutto ai tagli. Nascono i Quanta, costellazioni di dipinti disposti su parete.
1960
I tagli vengono esposti alla Galerie Schmela di Düsseldorf. A Venezia presenta le nature a Palazzo Grassi nella mostra Dalla natura all'arte e realizza l'ambiente spaziale Esaltazione di una forma.
La mostra Monochrome Malerei a Leverkusen lo pone come figura chiave nel superamento dell'Informale europeo. Conclude il ciclo delle nature, realizzate in terracotta ad Albisola e poi in bronzo. Inizia a usare l'olio su tela, aprendo il ciclo degli "olii".