Sự hợp tác giữa James Stewart với đạo diễn Anthony Mann đã tô đậm thêm tên tuổi của Stewart và đưa ông tới lĩnh vực phim cao bồi. Bộ phim đầu tiên thuộc thể loại này ông làm việc cùng Mann là Winchester '73 (1950). Bộ phim chiếm vị trí đầu bảng xếp hạng ngay sau khi công chiếu, và mở ra triển vọng hợp tác lâu dài của họ.

Một số phim viễn tây Stewart-Mann khác, như Bend of the River (1952), The Naked Spur (1953), The Far Country (1954) và The Man from Laramie (1955) đều là những bộ phim yêu thích của những khán giả đam mê mạo hiểm. Sự hợp tác Stewart-Mann đã mở đầu cho một trào lưu phim cao bồi miền Tây những năm 50 và vẫn phổ biến cho đến tận ngày nay vì chất mạo hiểm, thực tế trong dòng phim cổ điển. Qua những bộ phim này, khán giả được nhìn thấy một Stewart chín chắn hơn, sâu sắc hơn và cũng đăm chiêu hơn.[25]

Stewart và Mann cũng làm cùng nhau ở một số lĩnh vực khác. Bộ phim năm 1953 The Glenn Miller Story được giới phê bình đánh giá cao và đem lại cho Stewart nột đề cử BAFTA nam chính. Trong Thunder Bay, cùng năm 1953, Stewart vào vai một nhà khoan dầu người Louisiana đối mặt với tham nhũng. Strategic Air Command (1955) sử dụng những kinh nghiệm của Stewart hồi còn trong Không quân.

Sự hợp tác thứ hai nâng tầm sự nghiệp của Stewart là với Alfred Hitchcock ở thể loại phim li kì và phim tâm lý. Như Mann, Hitchcock tiếp tục khai thác chiều sâu diễn xuất của Stewart, thể hiện ở những nhân vật tính cách cố gắng kiềm chế nỗi sợ hãi hoặc dục vọng bản thân. Bộ đầu tiên là Rope (1948).[26]

Tiếp theo là Rear Window, một trong những kiệt tác của Hitchcock. Stewart vào vai nhà nhiếp ảnh L.B. "Jeff" Jeffries, lấy nguyên mẫu từ một phóng viên Life, Robert Capa, cố gắng chiến thắng những tưởng tượng và nõi sợ hãi với những người anh quan sát qua cửa sổ căn hộ trong khi dưỡng bệnh. Đây là một năm hoàng kim của Stewart, trở thành diễn viên đỉnh cao của năm 1954 và là ngôi sao Hollywood nổi tiếng nhất hành tinh, thế chỗ John Wayne.[27]

Sau bộ phim đáng nhớ The Man Who Knew Too Much (1956), nữ chính Doris Day, Stewart lại thủ vai chính trong bộ phim được nhiều người xem là đỉnh cao của Hitchcock, Vertigo (1958).[28] Ông vào vai "Scottie", một cảnh sát thất nghiệp mắc bệnh sợ độ cao, được thuê theo dõi một người phụ nữ bí ẩn và sau này, anh nhận ra đó không phải là người như mình nghĩ và những bí mật đằng sau câu chuyện đó. Mặc dù đến ngày nay Vertigo được xem là tác phẩm kinh điển trong lịch sử điện ảnh và có sự tham gia của một trong những nữ hoàng của Columbia, Kim Novak, bộ phim vẫn gặp phải nhiều ý kiến trái ngược khi mới phát hành và khá thất bại về doanh thu. Đây cũng là lần hợp tác cuối cùng giữa Stewart và Hitchcock.[29] Stewart was also disappointed.[30] Nhà đạo diễn cho rằng thất bại của bộ phim là do sự già nua của Stewart, và quyết định chọn Cary Grant vào vai Roger Thornhil trong North by Northwest (1959) mặc dù đây vai diễn mà Stewart rất mong mỏi (Grant hơn Stewart 4 tuổi).