Los más destacados en aprovechar esta oportunidad de producción, fueron un grupo de jóvenes críticos, entre los que estaban Claude Chabrol, Jean Luc Godard, Jacques Rivette, Eric Rohmer y François Truffaut, que mientras aprendían su oficio en las pantallas de la cinemateca francesa fundaban, apadrinados por André Bazin, Cahiers du Cinéma, la revista de crítica de cine más prestigiosa del mundo.

El trabajo de estos directores rompió en varios sentidos las convenciones del estilo tradicional de hacer cine: no respetaba la estructura tradicional de los guiones y las transiciones formales suaves, hacía movimientos de cámara evidentes, se saltaba el eje de acción y rechazaba el brillo de la iluminación de estudio. Godard, Truffaut y su operador Raoul Coutard, lideraron la vuelta a las localizaciones naturales, incluso en escenas de interiores. Esta forma de trabajar encajaba a la perfección con la espontaneidad de nuevos intérpretes como Jeanne Moreau, Anna Karina, Jean-Paul Belmondo, Jean-Pierre Léaud o incluso Brigitte Bardot, estrella del antiguo estilo. También contribuyó a hacer posible esta nueva forma de rodar la introducción de la cámara ligera Cameflex, de 35 mm, fabricada por la compañía Éclair desde 1948. De un modo semejante, los experimentos de Chris Marker y el antropólogo Jean Rouch con las cámaras ligeras y silenciosas Éclair de 16 mm, revitalizarían el documental. Pierre Braunberger sería el financiero de muchos de estos avances, tras haber producido una serie de cortometrajes muy relevantes de Alain Resnais, que pasaría al largometraje en 1959 con Hirosima, mon amour, sobre texto de Marguerite Duras. En ese mismo año también debutaba en el largometraje de ficción otro cineasta algo mayor, Georges Franju, que había sido cofundador junto con Henri Langlois de la cinemateca en 1934. Antes, Franju se había dedicado al documental, con resultados tan notables como La sang des bêtes (La sangre de las bestias, 1948) u Hôtel des Invalides (1951). Otras figuras importantes de la nouvelle vague fueron Agnès Varda, que provenía del reportaje gráfico y su marido Jacques Demy.

Godard, figura emblemática del movimiento, haría desde Al final de la escapada (1959), hasta Weekend (1967), un verdadero viaje de descubrimiento a través de 15 películas y varios cortometrajes, en los que experimentó con nuevos recursos para el cine narrativo. Este enfoque experimental de buena parte del cine de esta corriente hizo creer durante un tiempo que las convenciones de la construcción cinematográfica habían sido superadas, pero según confluían a mediados de los sesenta la nouvelle vague y las principales productoras, se hacía cada vez más difícil distinguir entre los trabajos de Truffaut, por ejemplo, y los de Louis Malle, director con talento pero más convencional, que había comenzado su carrera como director al mismo tiempo que los de la nouvelle vague. En consecuencia, las películas francesas más interesantes durante más de una década no tendrían nada que ver con el movimiento, y serían las del veterano exiliado español Luis Buñuel.

Por otra parte, sólo Godard y Rivette persistieron en su enfoque experimental, seguidos en los setenta por Marguerite Duras que, en películas como Nathalie Granger (1972), Canción india (1974) y Le camion (1977), continúa explorando las relaciones entre sonido e imagen, narración y memoria, pasado e imaginación, que caracterizaron más que a la nouvelle vague inicial a la nouveau roman de la que ella era una representante destacada.