У 1955 році Микола Вінграновський вступив на акторський факультет Київського державного інституту театрального мистецтва ім. І. К. Карпенка-Карого (нині Київський національний університет театру, кіно і телебачення ім. І.К. Карпенка-Карого). Проте менш ніж за два тижні він продовжив навчання в майстерні режисури художнього фільму під керівництвом Олександра Довженка у Всесоюзному державному інституті кінематографії (ВДІК).

У своїх спогадах «Рік з Довженком» Вінграновський згадує чимало деталей першого враження від зустрічі з режисером. Вперше вони зустрілися у 1955 році, за рік до смерті Довженка. Той прибув до Київського театрального інституту для відбору студентів на свої режисерські курси в Москві. Вінграновському, який навчався одночасно на акторському та режисерському курсах, рекомендували зустрітися з Довженком.

Враження юнака від першої зустрічі з людиною, яка змінить його життя, було сильним: «За столом сидить наш ректор, а на дивані навпроти вікна – сивий, широкоплечий чоловік з м’яким, уважним поглядом. Це був Довженко.» Після короткої розмови, Вінграновському запропонували щось почитати, і він обрав епізод «Гонта в Умані». Прослухавши його, Довженко раптом рішуче встав і сказав, що забирає Вінграновського до Москви, в кіноінститут.

Цей момент став вирішальним у житті майбутнього поета: «Я вже знав: хто б і що б зараз мені не сказав, я вже належу Довженку. Він – мій.» Це власницьке «мій Довженко» стало для Вінграновського своєрідним оберегом і символом тісного зв’язку з вчителем, який він відчував протягом усього свого життя.

Слід зазначити, що на момент першої зустрічі з Довженком Микола Вінграновський навіть не знав, хто він такий. Читаючи у своїй кімнаті «Зачаровану Десну», він необачно запитав після закінчення: «А хто це написав?» – чим відчув себе ніяково, проявивши своє незнання творчості цієї великої людини. Як згадує сам Вінграновський, «у школі та в інституті всі вчителі читали і говорили за книгами письменників. Письменник для мене – це щось подібне до всесвіту. І коли я знову запитав: – Ви письменник? – Довженко поклав аркуш на стіл, сів, задумався, і йому стало сумно». Це перше глибоке враження, яке справив на Вінграновського Довженко як митець, стало значним кроком на шляху до усвідомлення величезного образу свого майбутнього наставника. Це переживання, ще не повністю усвідомлене, але емоційно потужне, стало відправною точкою для формування Вінграновського як митця і продовжувача справи свого вчителя. На жаль, незабаром після цієї зустрічі, 25 листопада 1956 року, Олександр Довженко раптово помер.

Ще будучи студентом кінематографічного інституту, Микола Вінграновський зіграв головну роль Івана Орлюка в широкоформатному художньому фільмі «Повість полум’яних літ», знятому в 1961 році на кіностудії «Мосфільм» Юлією Солнцевою за сценарієм Олександра Довженка. Вінграновський вважав, що втілив на екрані самого Довженка: «Мій учитель Олександр Довженко писав у своєму щоденнику: «Іван Орлюк – це я, Довженко». Отже, в якомусь сенсі я зіграв у цьому фільмі самого Довженка… Пишаюся, що мав змогу зустрічатися з великим художником, вчитися у нього».

«Повість полум’яних літ» став першим широкоформатним фільмом у світі, права на який придбали в 100 країнах. Згодом у розмові з кореспондентом газети «Літературна Україна» Вінграновський зазначив, що, граючи Івана Орлюка, він найближче відчував свого Вчителя – Олександра Петровича Довженка. У своїх спогадах він також розповідав про широке визнання фільму та його акторської гри: «З трьох сторін на мене дивився я! Грізний, в шоломі і з автоматом у піднятій руці – на одних афішах, на інших – з усміхненою нареченою… Після смерті Олександра Петровича лишився його сценарій «Повість полум’яних літ», написаний під час війни. Роки змінилися, і за цим сценарієм кінофільм зняла дружина Довженка Юлія Солнцева. На головну роль солдата Івана Орлюка вона взяла мене, хоча за фахом я не актор. Фільм мав успіх, на кінофестивалях у Каннах, Лондоні та Лос-Анджелесі отримав призи. Його купили понад сто країн – від Японії до Бразилії».

Молодому дипломованому випускнику єдиного в СРСР кінематографічного інституту, чий портрет прикрашав афіші фільму «Повість полум’яних літ» по всьому Києву, не вдавалося отримати добрі сценарії для свого дебютного фільму на Київській кіностудії художніх фільмів, яка носила ім’я його вчителя. Тому Вінграновський вирішив самостійно написати сценарій, постійно працюючи над новими сценаріями та віршами. Однак йому не вдалося реалізувати свої проекти ні з сценарієм «Світ без війни» 1962 року, ні з екранізацією роману О. Гончара «Людина і зброя» 1963 року [3, c. 128].

Відсутність перспектив в режисерській діяльності та фінансові труднощі змушували молодого митця погоджуватися на будь-які ролі. Він знявся в епізодичній ролі сержанта, який грав на роялі у фільмі Сергія Параджанова «Українська рапсодія» (1961), а також у ролі Дончака у фільмі Ісака Шмарука «Сейм виходить з берегів» (1962). Попри невеликі ролі в Києві, які могли б зламати будь-якого молодого актора, Вінграновський залишався впевненим у своїх силах. Як він сам зазначав, «дуже важливо не посваритися з собою. Бо душевний неспокій приносить суєту і випадковість, яких не терплять ні кіно, ні поезія» [9, c. 87].

Щоб довести свою майстерність як режисера, Вінграновський вирішив переїхати до Одеси і працювати на Одеській кіностудії художніх фільмів. Він став другим режисером на зйомках воєнно-драматичного фільму «Донька Стратіона» (1964) за мотивами повісті Василя Земляка «Гнівний Стратіон», режисером був Василь Левін. Пізніше, у творчій співпраці з М. Билінським, Вінграновський зняв свій перший фільм як режисер-постановник – «Ескадра повертає на Захід» (1966). Згідно з О. Безручком, Вінграновський підтвердив свою творчу спроможність, знявши п’ять повнометражних художніх фільмів на Київській і Одеській кіностудіях. Окрім «Ескадра повертає на Захід» (1966, у співавторстві з Мироном Билінським), це такі фільми, як «Берег надії» (1967, де він також виконав роль Вацлава Купки) та «Дума про Британку» (1969, роль Несвятипаски) [25, c. 144]. Т. Ковтун зазначає, що «антиімперіалістична спрямованість фільму „Берег надії“, його гуманістичне звучання та співзвучна сучасності думка про неминучу перемогу прогресивних сил у боротьбі за мир і людське щастя є основними факторами картини» [29, c. 6].

Під час роботи над фільмом «Дума про Британку» Микола Вінграновський познайомився з талановитим композитором Платоном Майбородою. Музика до фільму, написана Майбородою, супроводжує текст думи, який створив сам Вінграновський. Режисер був задоволений співпрацею з композитором, зазначаючи, що «не помилився, запросивши Платона Майбороду. Це справді наймелодійніший і народний композитор. Його музика допомагає глядачам краще сприймати і розуміти образи, створені акторами» [2, c. 2].

У своїх фільмах Микола Вінграновський, подібно до свого наставника Олександра Довженка, прагнув порушувати важливі і актуальні теми сучасності. Він зазначав: «У своїх широкоформатних фільмах «Дума про Британку» та «Берег надії» я намагався вирішити глобальні проблеми людства. Перший фільм присвячено подіям громадянської війни в Україні (1917–1921 рр.), другий – актуальній проблемі збереження миру і недопущення нової світової війни» [39, c. 87-88].

Під час зйомок «Думи про Британку» Вінграновський вже планував новий проект. У 1970 році на Одеській кіностудії він хотів зняти повнометражний фільм «Один проти Гітлера» за сценарієм Василя Земляка, адаптованим з його роману «Полковник Шиманський». Проте цей проект залишився нереалізованим. Однак у 1972 році на Київській кіностудії Вінграновський зняв фільм «Тихі береги», в якому розповідається про слідство у справі вбивства інспектора рибнагляду в українському селі [4, c. 10].

У 1978 році Вінграновський планував зняти 7-серійний телевізійний фільм про Ф. Дзержинського за сценарієм Юрія Семенова, автора відомих радянських серіалів, таких як «17 миттєвостей весни» та «Майор Вихор». Режисер зазначав, що «робота буде складною і об’ємною, адже охоплює події 1900-х років, народження більшовицької партії, 30-річного Леніна, 27-річного Дзержинського, Плеханова, Володарського та інші важливі фігури та події» [4, c. 10-11]. Ця тема привернула увагу Вінграновського своєю революційною романтикою, адже в радянські часи Дзержинський був міфологізований як «рицар революції». Проте цей кінопроект також залишився нереалізованим.

У 1983 році Микола Вінграновський продовжив свою діяльність у жанрі кінодокументалістики, знявши на Київській кіностудії «Укртелефільм» документальний фільм «Слово про Андрія Малишка» за власним сценарієм, присвячений українському поету, перекладачу та літературному критику Андрію Малишку [3, c. 88].

У 1984 році Вінграновський приступив до створення повнометражного художнього фільму «Климко» на Київській кіностудії, який ґрунтується на двох повістях Григора Тютюнника «Климко» та «Вогник далеко у степу». Режисер пояснював свій вибір теми так: «Я – ровесник Григора Тютюнника, і моє дитинство було сповнене труднощів. Мене довго мучило питання, як діти пережили роки Великої Вітчизняної війни. Своїм фільмом я намагався показати, що таке більше не повинно повторюватися. Діти мають бути щасливими». Поряд з «Климком», у ці роки митець написав сценарії до ряду документальних і художніх фільмів. Однак кінопроекти за його сценаріями «Світ без війни», «Людина і зброя» (екранізація однойменного роману О. Гончара) та «Северин Наливайко» залишилися нереалізованими.

У 1984 році Микола Вінграновський був удостоєний Державної премії УРСР імені Тараса Шевченка за свої збірки дитячих творів «Літній ранок», «Літній вечір», «На добраніч» (тепер це Національна премія України імені Тараса Шевченка). Проте, незважаючи на отримання цієї престижної нагороди, йому більше не вдалося зняти жодного ігрового фільму, і він зосередився на документальних стрічках і літературній діяльності. Як відзначає О. Безручко, Вінграновський, подібно до свого вчителя Олександра Довженка, який у разі неможливості реалізації в одній галузі мистецтва звертався до іншої, зміг продовжити свою творчість попри труднощі.

Відмінність документального кіно від ігрового полягає в тому, що в документалістиці важливіше зображення дійсності, ніж режисерське бачення світу, і роль «автора» має бути менш помітною. Проте у цьому жанрі важливу роль відіграє «суб’єктивність» камери, яка подає фрагменти реальності та персонажів під певним кутом. Дебют Вінграновського як кінодокументаліста відбувся в 1966 році з фільмом «Голубі сестри людей», присвяченим притокам Дніпра – Псьолу, Ворсклі, Сулі, Тетереву та Росі. У цьому фільмі порушено проблему чистоти навколишнього середовища. Режисер вважав, що навіть «маленькі теми» можуть бути цікавими глядачеві, якщо вони розкривають людські надії, страждання та кохання».

Микола Вінграновський вважав найбільш успішними фільми, які він зняв за власними сценаріями. Як він сам, так і його друзі погоджуються, що це справедливо, оскільки, коли сценарист і режисер є однією особою, це відкриває широкі можливості для досягнення художньої досконалості. Процес роботи стає безперервним, розвиваючись від першої написаної ремарки до останньої ночі монтажу. Вінграновський також вважав, що поєднання ролей актора, сценариста і режисера з письменником стало можливим завдяки внутрішньому спокою: «Важливо не конфліктувати із самим собою. Душевний неспокій призводить до суєти і випадковостей, які не сприймають ні кіно, ні поезія. Кіно допомагає поету створювати «видимі» вірші, в яких читач бачить кольори і деталі, відчуває рух. А поезія допомагає режисерові створювати стрічки з характерним для нього ритмом».

Кінодовженкіана стала важливою складовою частиною творчості Миколи Вінграновського. Олександр Довженко, як наставник і приклад, справив значний вплив на цього шістдесятника. Микола Ільницький слушно зазначає, що «двома основними джерелами формування творчої особи Миколи Вінграновського були народна пісня та творчість Олександра Довженка».

Здобуття незалежності Україною та падіння радянської тоталітарної системи в середині 90-х років XX століття здавалося відкривають нові можливості для реалізації творчих планів Вінграновського, визначивши новий етап у його кар’єрі. У цей період одним із напрямків його діяльності стала історична кінодокументалістика.

Проєкт створення 44 документальних фільмів серії «Чотирнадцять столиць України» був продовженням справи Олександра Довженка. Мета цього амбіційного, хоча і нереалізованого задуму, була в тому, щоб представити Україну не через газетні статті чи Чорнобиль, а через глибинні аспекти її життя, зображені в кіно. Як пізніше згадував сам Микола Вінграновський, поштовхом до цього проєкту стала його участь у «першому українському кінофестивалі» разом із актрисою Оленою Пархоменко та режисером Станіславом Клименком, який проходив на Пряшівщині в Закарпатті.

Микола Жулинський, тодішній радник президента з культурних питань, підтримав цей проєкт і надав офіційного листа, який зобов’язував місцеві органи влади сприяти роботі Вінграновського. Проте, через інтенсивну участь у зйомках фільму про Олександра Довженка, цей амбітний проєкт не вдалося реалізувати відразу.

Спогади і публіцистичні роботи Миколи Вінграновського про Олександра Довженка, такі як «Рік з Довженко» і «Голос таланту, мужества и любви», відображають шлях, яким автор наближався до «свого» Довженка як людини і митця. Як зазначає Юрій Гладир, Вінграновський поступово відкривав найкращі риси характеру Довженка – його оптимізм і любов до життя та рідного народу. Це створювало чітке уявлення про Довженка як видатну особистість в мистецькому плані. Поет глибоко цінував його геніальність і розумів драму його життя, спотвореного сталінською епохою, оскільки мав подібну чутливу душу [30, c. 41]. В результаті, Вінграновський вирішив зняти фільми про свого вчителя. Так, за його власними сценаріями з’явилися документальні фільми «Щоденник О. П. Довженка» (у співавторстві з Л. Осикою, 1989 р.) і «Довженко. Щоденник, 1941–1945 роки» (1993). Микола Вінграновський також знявся в документальному фільмі свого одногрупника Р. Сергієнка «Сповідь перед учителем» (1995), присвяченому Олександру Довженку та його учням.

У серпні 1992 року на київській студії документальних фільмів «Укркінохроніка», де Микола Вінграновський ще офіційно працював на Київській кіностудії імені Олександра Довженка, розпочались зйомки документальних фільмів. Першим фільмом у серії став «Батурин – столиця гетьмана Івана Мазепи», який планувалося випустити в двох частинах. Сценарій був написаний на основі історичного нарису І. Борщака та Р. Мартеля «Мазепа». Головний редактор фільму, А. Комарницький, позитивно оцінив культурний потенціал та мистецький талант Вінграновського, але висловив кілька критичних зауважень. Зокрема, він відзначив надмірну героїзацію І. Мазепи, а також те, що фільм не розкриває історію Батурина, його функціонування за часів Мазепи, його значення для регіону, етнічний склад і економічний розвиток. Щоб виправити ці недоліки, до знімальної групи був залучений історичний консультант Євген Лук’яненко. Виробництво фільму завершилось весною 1993 року.

Другим проектом Вінграновського стала стрічка «Чигирин – столиця гетьмана Богдана Хмельницького», де він виступив сценаристом, режисером і диктором закадрового голосу. Фільм мав на меті ознайомити українську аудиторію з подіями Національно-визвольної війни під проводом Богдана Хмельницького в 1648–1657 роках, акцентуючи на звільненні від польсько-шляхетського гніту та становленні власної держави. Директор студії «Укркінохроніка» О. Мухамедова звернулася до заступника міністра культури І. Лимаря з проханням викупити готовий фільм за рахунок державного бюджету і забезпечити фінансування наступного фільму про гетьмана Івана Виговського. Через фінансові труднощі міністерство не змогло підтримати цей проект.

Про свої подальші плани Вінграновський написав у листі від 2 вересня 1993 року до В. Біляєва в США. Він зазначив, що має намір зняти фільм про УПА, оскільки радянська пропаганда сформувала негативне ставлення до цієї національної армії в Україні. Він вважав цей проект своїм принциповим завданням, незважаючи на негативну реакцію частини суспільства. Однак, через брак коштів реалізувати цей задум не вдалося.

Відсутність фінансування змусила митця тимчасово припинити кінопроект. У період з 1993 по 1997 рік Вінграновський переніс ідею створення кіноенциклопедії з історії України в літературу. У 1997 році він знову повернувся до реалізації проекту. Йому вдалося залучити приватного інвестора для зйомок документального фільму «Гетьман Сагайдачний». Проте нове джерело фінансування виявилося нестабільним, і Вінграновський постійно переживав, що інвестор може втратити інтерес. Ще однією проблемою стало відсутність живописних полотен для візуального оформлення фільму. Зйомки тривали два роки і були завершені лише в квітні 1999 року.

Проблема фінансування стала основною перешкодою в реалізації проекту. Микола Вінграновський зміг завершити лише кілька документальних фільмів: «Хортиця – столиця Запорізької Січі» (1993), «Чигирин – столиця гетьмана Богдана Хмельницького» (1994), «Батурин – столиця гетьмана Івана Мазепи» (1994), «Галич – столиця князя Данила Галицького» (1995), «Дмитро Вишневецький – Байда» (1993) та «Гетьман Сагайдачний» (1999).

Дослідники відзначають, що Вінграновський не зміг повністю розкрити глибину свого таланту у кінематографії. Як він сам зазначав, це в значній мірі сталося через обмеження тоталітарної епохи. «Візуальне кіномистецтво не змогло відобразити всю широту і бурхливу натуру Миколи Вінграновського, і потреба вербального самовираження, коли в рядок або строфу можна вкласти стільки почуттів, зробила його видатним поетом, яким може пишатися будь-яка національна література», – зауважує Л. Тарнашинська.

Таким чином, як представник шістдесятників, Микола Вінграновський втілював принципи цього руху у своїй кінематографічній діяльності, реалізуючи специфіку українського екранного мистецтва. За словами самого Вінграновського, його життя і творчість – це «політ на двох крилах»: одне з яких – література, а інше – кінематограф.