В 1909 г. Бакст принял приглашение С. Дягилева стать художником-сценографом в его антрепризе и оформил балет «Клеопатра». В декорациях и картинах всегда склонный к архаике живописец великолепно передал «грандиозную и священную красоту Древнего Египта». Эскизы костюмов представляют собой законченные полотна, на которых сочетания покроя, цвета, отделки участвуют в раскрытии образа, а характерные жесты указывают на пластику движения, требуемую от артиста. Костюм становится как бы одушевленным и активно участвует в спектакле.
Весь свой живописный темперамент, полный чувства театральности, Бакст выплеснул, оформляя балет «Шахеразада» (1910 г.). Успех был потрясающий. Публика аплодировала декорациям, лишь только взлетел занавес. Художник максимально использовал игру света и цветов. «Во всем цвела, играла и пела единая буйная живописная стихия… Ошеломляющее впечатление исходило от всех спектаклей. Париж был подлинно пьян Бакстом», – писал А. Левинсон в журнале «Жар-птица». Самоценные эскизы к постановке, экспонированные в Музее декоративного искусства в Лувре, были распроданы в первый же день. «Это прямое, сладострастное, яркое, как ткани Востока и самоцветные камни, раздушенное ароматами Востока творчество Бакста» выплеснулось за пределы театра. Имя Леон Бакст стало звучать как парижское. Художник неожиданно для себя самого стал законодателем моды, что побудило его заняться эскизами дамских туалетов, исполненных в стиле модерн.
Достоинством всех постановок дягилевской труппы стало единство творческого поиска художников-декораторов, балетмейстеров, хореографов и музыкантов. Синтез музыкальных, ритмических и художественных достижений позволял создавать неповторимые зрелища, потрясая зрителей от спектакля к спектаклю («Карнавал», 1910 г.; «Нарцисс», «Видение розы», «Пери», все в 1911 г.; «Дафнис и Хлоя», «Синий бог», «Послеполуденный отдых фавна», все в 1912 г.). С 1909 по 1914 гг. Бакст оформил 12 спектаклей в «Русских балетах» Дягилева, а также несколько постановок для И. Рубинштейн и А. Павловой. Если художник не оформлял полностью какой-либо спектакль, то он часто создавал для них изумительные костюмы. Так, художественное оформление балета «Жар-птица» (музыка Стравинского) взял на себя Головин, но исключительно трудный наряд Жар-птицы создал Бакст. В эскизе модель запечатлена в порыве. На ней длинные узкие шаровары, поверх которых надевалась прозрачная юбочка, декорированная павлиньими перьями, лиф из перьев и высокий причудливый головной убор. Все это – желтое, оранжевое, красное, зеленое. Нити жемчуга, золотые браслеты и другие украшения усиливали сверкание. На сцене балерина появлялась точно пламя, освещая весь сад, написанный Головиным в глубоких синих тонах.
Европа склонилась в поклоне, признавая реформаторский дар Бакста, а в России его преследовали черносотенцы. Театральные эскизы художника раскупались на выставках французскими, испанскими, итальянскими, лондонскими, а затем американскими музеями – всеми, кроме русских. Впервые в истории Франции русский художник был избран вице-президентом жюри Общества декоративных искусств (1911 г.) и удостоен ордена Почетного легиона.
Необычайно зрелищным стал спектакль «Пизанелла», созданный Мейерхольдом для Иды Рубинштейн в 1913 г. Это самая большая, сложная постановка Бакста. Она была, по признанию критики и публики, лучше самого балета. «Единственно кто имел успех – это Бакст, – вспоминал Мейерхольд, – в зале стоял стон… каждый занавес сопровождался громом аплодисментов». И только виновник торжества «чувствовал себя постыло равнодушным и почти унылым среди этого успеха». Сказывалось многолетнее переутомление. Дягилев умел выжимать из подчиненных последние силы. Покладистый и терпеливый Бакст очень страдал от наполеоновских замашек директора антрепризы; от того, что «не позволяют сделать для родины самое лучшее, самое зрелое, самое вдохновенное…»; от разлуки с сыном.
Наконец, в 1914 г. Бакст был избран действительным членом Петербургской академии художеств, но вернуться в Россию помешала война, а за ней революция, интервенция и снова война, но теперь Гражданская. Все чаще и чаще его нервная система давала сбои. Он жил и работал в Женеве, хотя труппа с успехом гастролировала по Америке. После возвращения дягилевской антрепризы (1917 г.) Бакст с горечью осознает, что его место отдано другим художникам, а старый друг ведет себя более чем некорректно – то поручает оформление спектаклей, то отдает работу другим. Но все же, отбросив горечь обид и неприязнь к Дягилеву, он создает для этого театра свою лебединую песню – необычайно эффектный спектакль «Спящая красавица» (6 декораций и около 300 костюмов).