В 1947 году режиссер Сергей Герасимов начал снимать фильм «Молодая гвардия» и на роль Ульяны Громовой, героини Краснодонского подполья, взял второкурсницу Мордюкову. Съемки проходили в Краснодоне. Вместе с Мордюковой в «Молодой гвардии» снимались молодые актеры Сергей Бондарчук, Инна Макарова, Сергей Гурзо, Вячеслав Тихонов…
В судьбе молодогвардейки Ули заключалась и частица судьбы Нонны Мордюковой, тысяч и тысяч ее сверстниц. Искренность начинающей актрисы искупала недостаток профессионализма. Эта роль так запомнилась зрителям, что десятилетия спустя, обращаясь к Мордюковой в многочисленных письмах, зрители называли ее Ульяной. Почти все участники «Молодой гвардии» получили Сталинские премии I степени, в том числе и Мордюкова.
Вскоре Нонна вышла замуж за Вячеслава Тихонова. В 1948 году у них родился мальчик Володя. После окончания ВГИКа начались их скитания по друзьям. Наконец Мордюкова получила крохотную комнатку в коммунальной квартире. Она сидела с ребенком, а Тихонов тем временем активно работал в кино и в Театре-студии киноактера. Мордюкова же после «Молодой гвардии» примерно пять лет не снималась.
Только в 1952 году В. Пудовкин пригласил ее на роль в фильме «Возвращение Василия Бортникова». В следующем году она сыграла в картине режиссера Т. Левчука «Калиновая роща».
Когда режиссер Михаил Швейцер пригласил ее на пробы фильма «Чужая родня» (1954), Мордюкова почти не верила в успех, и не обманулась – пробы многим не понравились. И все же она получила эту роль.
Какой верной, радостной любовью к своему мужу наполнена ее героиня Стеша Ряшкина! Хорошее лицо у нее, чистое, счастливое, когда в начальных кадрах картины входит она в родительский дом Федора, супруга. И каким непосильным страданием оборачивается это недолгое счастье…
После того как в 1955 году фильм вышел на экраны, Мордюкова сразу стала популярной. И роли пошли одна за другой: Дуся Ошуркова в фильме «Екатерина Воронина» (1957), метростроевка в «Добровольцах» (1958), жена Аляхина в «Ваньке» (1959), Степанида в «Отчем доме» (1959).
В «Добровольцах» Мордюкова оказалась совершенно случайно: "Однажды встречаю в кинопавильоне режиссера Юру Егорова, давнего знакомого по ВГИКу. «Нонна, выручи. Надень брезентовую робу и иди в павильон. Там установлены декорации шахты метро. Сядь и пей молоко из бутылки. Больше от тебя ничего не требуется».
Я – с удовольствием. Снималась одна из сцен будущего фильма «Добровольцы». Взяла бутылку с молоком и во весь голос, фальшивя (хотя со слухом у меня все в порядке), запела из «Кармен»: «У любви, как у пташки, крылья…» Что вы думаете, эта маленькая работа была замечена зрителями… Вообще в эпизоде – если есть актерская фантазия – можно сделать многое. Разве живописная миниатюра менее ценна, чем большое полотно?"
А через два года после маленького эпизода Егоров пригласил Мордюкову уже на главную роль в свою следующую картину «Простая история» (1960). И это естественно, ведь сценарист Будимир Метальников (автор сценария картины «Отчий дом», где Мордюкова колоритно, сочно сыграла солдатскую вдову Степаниду) писал главную роль Саши Потаповой специально для Мордюковой.
Действительно, история была поведана вроде бы простая, героиня тоже относилась к разряду так называемых простых женщин. Саша Потапова в судьбе своей отражала судьбу поколения. Вдова фронтовика, озорная Санька, обнаруживает в себе скрытые силы души, обретает собственную личность. Колхозный вожак, она ведет за собой односельчан, возрождает родную землю. Нонна Мордюкова сама росла без отца, он погиб во время войны. Мать растила шестерых, вела колхоз, воспитывала во всех уверенность и стойкость. Работая над ролью Саши Потаповой, Мордюкова неотступно думала о своей матери.
К этому времени Мордюкова уже была профессиональной актрисой, но главное – чувствовался в ней непреложно могучий природный талант. Чуть позже Михаил Ульянов скажет: «Мое глубокое убеждение – Мордюкова большая драматическая, а может быть, и трагическая актриса».
Брак Мордюковой с Тихоновым к этому времени был уже чисто формальным. И после смерти матери Нонны они подали на развод, прожив вместе 13 лет. «А что касается нашего неудачного супружества, то я коротко скажу: не подходили мы с ним друг другу, – утверждает актриса. – На поверку слишком разными наши натуры оказались – как будто нас занесло на одни квадратные метры с двух далеких планет…»
В официальный брак Мордюкова больше не вступала. «Выходила я замуж, да только без загса. Правда, неудачно. Мужья мне все не те попадались. Красивые были, как боги, но какие-то инфантильные, несостоявшиеся. У одного все пять лет нашей жизни пишущая машинка на одной странице была заправлена, другой чуть ли не каждый день присказку повторял: „Тебе хорошо, ты известная артистка“».