Nel 1946 è tra i promotori della Nuova Secessione Artistica, poi Fronte Nuovo delle Arti, che nel 1948 ottiene una sala alla XXIV Biennale di Venezia, con opere, tra gli altri, di Birolli, Guttuso, Corpora, Santomaso, Morlotti e Vedova.

Nel 1947 trascorre un lungo periodo a Parigi con Morlotti come borsista dello stato francese.

Qui conosce Pablo Picasso e frequenta i pittori del filone astrattista della nouvelle école de Paris, tra cui Óscar Domínguez, Henri-Georges Adam, Nicolas de Staël, Édouard Pignon, Jean Bazaine, Hans Hartung. 

Risale al 1947 l’incontro con Achille Cavellini, che acquista La donna e la luna, Le cupole di San Marco e la serie di disegni Italia ’44, e diviene in breve tempo il suo principale collezionista. Nell’agosto e nel novembre dello stesso anno espone alla galleria del Cavallino di Venezia e alla galleria dell’Annunciata di Milano, dove presenta gli esiti di un’esplorazione personale della sintassi post-cubista francese. Dopo la dissoluzione del Fronte, aderisce al Gruppo degli Otto, presentato da Lionello Venturi alla XXVI Biennale di Venezia del 1952.

Nel 1948 espone alla Galleria Sandri di Venezia e alla Prima Mostra nazionale d’arte contemporanea di Bologna, che suscita il sarcasmo di Palmiro Togliatti; poco tempo dopo, a seguito di polemiche interne e dell’irrigidirsi delle posizioni del P.C.I. a favore di un’arte neorealista, il Fronte Nuovo delle Arti si spezza, anche se nominalmente continuerà le sue attività fino al 1950.

Nel 1949, Birolli tiene due personali a Milano (Galleria del Milione e dell’Annunciata) e trascorre alcuni mesi in Francia e in Bretagna, in particolare a La Trinité-sur-Mer, che gli ispira opere come Pescivendola bretone.