Принимал участие в постановках домашнего театра Мамонтовых, в частности в 1890 вместе с В. А. Серовым создал декорации к спектаклю «Царь Саул» по пьесе С. И. и С. С. Мамонтовых. Сотрудничал также с Русской частной оперой С. И. Мамонтова. В 1891 выполнил для нее эскиз занавеса «Италия». В 1895 оформил оперу «Гензель и Гретель» Э. Гумпердинка, поставленную на сцене Панаевского театра в Петербурге, затем входившую в репертуар Русской частной оперы. Создал также эскизы костюмов и декораций к операм «Риголетто» Дж. Верди, «Миньон» А. Тома, «Рогнеда» А. Н. Серова (все — в 1896), «Садко» (1897), «Моцарт и Сальери» (1898), «Царская невеста» (1899) Н. А. Римского-Корсакова, «Кавказский пленник» Ц. И. Кюи (1899), «Мазепа» П. И. Чайковского, «Ася» М. М. Ипполитова-Иванова, «Сказка о царе Салтане» Н. А. Римского-Корсакова (все — в 1900), «Тангейзер» Р. Вагнера, «Купец Калашников» А. Г. Рубинштейна, «Пиковая дама» П. И. Чайковского (все — 1901) и многим другим. В 1898 написал плафон на тему оперы Н. А. Римского-Корсакова «Снегурочка» в восстановленном после пожара Театре Г. Г. Солодовникова (не сохранился). В конце 1890-х в керамической мастерской Мамонтова «Абрамцево» в Бутырках создал серию декоративных скульптур, изображающих персонажей произведений Н. А. Римского-Корсакова: «Садко», «Волхова», «Морская царевна», «Купава», «Весна», «Мизгирь», «Берендей», «Лель».

С 1895 экспонировал свои работы на выставках Московского товарищества художников. В 1896 по заказу Мамонтова выполнил декоративные панно для Всероссийской промышленной и сельскохозяйственной выставки в Нижнем Новгороде.

В том же году женился в Женеве на певице Н. И. Забеле, в августе 1896 семья жила в Люцерне, весной 1897 — в Италии. Летние месяцы 1897–1898 и 1900–1901 проводил в имении Н. Н. Ге в Черниговской губернии, в 1899 — в усадьбе княгини М. К. Тенишевой Талашкино Смоленской губернии.

В 1898 был приглашен преподавать в Строгановское художественно-промышленное училище, но дал лишь несколько занятий. В 1899–1903 работал над панно «Принцесса Греза» для фасада гостиницы «Метрополь». В 1900 керамический камин «Микула Селянинович и Вольга» был удостоен золотой медали на Всемирной выставке в Париже. В том же году вступил в «Мир искусства», участвовал в выставках объединения в 1900–1903 и 1906. В 1901 произведения Врубеля экспонировались в Венском Сецессионе, в 1904 — на выставке «Алая роза» в Саратове, в 1905 — на портретной выставке в Таврическом дворце. В 1903 он стал одним из основателей и постоянных экспонентов Союза русских художников. В 1906 работы Врубеля экспонировались в отдельном зале на выставке русского искусства в Париже, организованной С. П. Дягилевым.

В 1905 он был избран академиком ИАХ. С 1906 жил в Петербурге, подолгу находился в лечебнице доктора Бари в связи с тяжелым психическим заболеванием, первые симптомы которого появились в 1902.

Мемориальные выставки Врубеля состоялись в 1910 в Киеве, в 1912–1913 — в Санкт-Петербурге. Ретроспективы произведений художника неоднократно устраивались в России и за рубежом, в частности в Киевском Государственном музее русского искусства (1940, 1956, 1976–1977), Государственном Русском музее в Ленинграде (1956), Государственной Третьяковской галерее в Москве (1957, 1981–1982, 1997–1998), Омском областном музее изобразительных искусств им. М. А. Врубеля (1996). В 1997 в Дюссельдорфе и Мюнхене прошла выставка «Михаил Врубель и русский символизм». В 2006 в Государственной Третьяковской галерее была организована совместная выставка Врубеля и В. Э. Борисова-Мусатова.

Врубель — выдающийся художник рубежа XIX — XX веков, крупнейший представитель русского модерна и символизма, виртуозный рисовальщик. В своем творчестве выступал как новатор, решавший сложные пластические и колористические задачи. Он выработал собственный стиль в искусстве, который нашел множество последователей и подражателей. Для его манеры характерны «граненость» форм, стремление к декоративной изысканности линий и цветов. Он постоянно находился в поиске новых выразительных возможностей материалов, с чем связано его обращение к керамике. Однако необходимо учитывать тот факт, что керамика Врубеля, по сути, является тиражной: изделия по его формам изготавливались даже после смерти мастера, а некоторые из них датируются 1940-ми годами и значительно уступают в качестве прижизненным работам.

Произведения Врубеля находятся в крупнейших музейных собраниях России: в Государственной Третьяковской галерее, Государственном Русском музее, ГМИИ им. А. С. Пушкина, Государственном Центральном театральном музее им. А. А. Бахрушина и других.