1965 war Omar Sharif erneut in einer Produktion von David Lean zu sehen, diesmal übernahm er die Hauptrolle im Drama Doktor Schiwago, nach der gleichnamigen Romanvorlage von Boris Pasternak.
Vor dem Hintergrund der Russischen Revolution 1917 erzählt der Film von Dr. Jurij Schiwago, einem jungen russischen Arzt, der sich zwischen zwei Frauen hin- und hergerissen fühlt. Der Film ist hochkarätig besetzt, neben Julie Christie, Alec Guinness, Klaus Kinski und Rod Steiger ist auch Geraldine Chaplin, die Tochter von Charlie Chaplin, zu sehen. Sharifs Sohn Tarek verkörpert die Rolle seines Vaters als Kind.
Der Film wurde mit fünf Oscar ausgezeichnet, doch Sharif ging bei den Academy Awards erneut leer aus. Allerdings erhielt er seinen ersten und einzigen "Golden Globe" für eine Hauptrolle, nachdem ihm die Auszeichnung für seine Nebenrolle in Lawrence von Arabien bereits verliehen worden war.
Trotz zahlreicher weiterer Filmrollen Sharifs blieb in erster Linie die des Dr. Schiwago im Gedächtnis des Publikums haften - zum Leidwesen des Schauspielers: "Ich bin für alle Welt nur Dr. Schiwago".