En 1972, George Lucas propose à Harrison Ford le rôle du féru de vitesse Bob Falfa dans son prochain film, American Graffiti. Harrison accepte car il juge le rôle suffisamment important pour l'impliquer dans la réussite du film.Pour tourner ses scènes, il doit se couper les cheveux ; mais craignant ne pas pouvoir honorer les propositions de tournage supplémentaires qui pourraient lui parvenir, il suggère à George Lucas d'affubler Bob Falfa d'un chapeau de cow-boy. Le film sort durant l'été 1973 et engrange plus de 21 millions de dollars lors de sa première exploitation en salle.

Malgré ce succès, Harrison reprend son activité de charpentier car le cachet de 600 dollars qu'il  touche pour le tournage de ce film est insuffisant pour faire vivre sa famille. Cependant, sa motivation à faire carrière dans le cinéma est réanimée.Harrison Ford reprend donc son travail tout en acceptant d'autres petits rôles. Après des travaux dans le bureau de Francis Ford Coppola, Il se voit proposer un rôle par ce dernier dans son film Conversation secrète avec Gene Hackman en vedette. Il doit tenir le rôle de Mark, mais au dernier moment, Frederic Forrest obtient le rôle ; Harrison Ford, qui récupère finalement le personnage de Martin Stett, en est furieux. Pourtant grâce à ce rôle, le jeune acteur commence à faire parler de lui à Hollywood.

Le film donne lieu à deux suites dans lesquelles il reprend le rôle. Dans L'Empire contre-attaque, son jeu de comédien prend une nouvelle dimension avec l'évolution dramatique du rôle de Han Solo, liée à la fois à sa relation amoureuse avec Leia et à sa position inconfortable face à la trahison de son ami, Lando Calrissian. Juste avant qu'il soit congelé dans la carbonite, la princesse lui déclare son amour et il doit répliquer « je t'aime aussi ! ». Voyant le résultat peu convaincant, Irvin Kershner, le réalisateur, lui demande d'improviser. Il change donc la réplique en « je sais... », qui restera indissociable de son personnage.

Le fait que Solo soit plongé dans la carbonite constitue en outre une alternative pour les scénaristes si Harrison Ford refuse de jouer dans le troisième volet de la saga. En effet,George Lucas n'est pas assuré que sa vedette accepte de reprendre à nouveau le rôle après son succès dans Les Aventuriers de l'arche perdue.Sa participation est finalement confirmée. Dans Le Retour du Jedi, le manque de profondeur de son personnage ne lui permet pas d'exploiter le début du film qui est pourtant consacré à sa libération. Pour compenser cette faiblesse, il souhaite une mort héroïque pour Han Solo, afin qu'il puisse retrouver la stature des épisodes précédents. George Lucas refuse.

À la fin des années 70, George Lucas et Steven Spielberg travaillent sur leur prochaine production : un film rendant hommage aux serials de leur enfance. Pour ce projet, Steven Spielberg pense immédiatement à Harrison Ford pour jouer le héros digne d'Allan Quatermain, mais George Lucas y est opposé.En effet, en plus de n'être toujours pas favorable à l'idée de reprendre un acteur qu'il a déjà fait jouer («Je ne veux pas en faire mon Robert De Niro ! », référence au lien qu'entretient l'acteur avec Martin Scorsese), il craint qu'une confusion soit faite entre ce nouveau personnage et Han Solo.

 Plusieurs acteurs sont alors approchés pour le rôle. C'est finalement Tom Selleck qui est choisi (aïe!)pour incarner l'aventurier mais il refuse le rôle à cause de son contrat qui le lie à la série Magnum. Après ce faux bond, Steven Spielberg persuade George Lucas qu'« Indy » est un personnage taillé pour Harrison Ford. L'acteur et le réalisateur sont mis en relation par George Lucas et malgré l'hésitation de signer pour trois films, l'acteur accepte l'offre. Indiana Jones est né.

Pour jouer l'aventurier, Harrison Ford doit apprendre à manier le fouet et se préparer physiquement pour un tournage éprouvant. Il arbore pour Indy le look-type de l'aventurier avec une barbe de trois jours et un vieux blouson de cuir, sans oublier ce qui deviendra ses signes distinctifs, le Borsalino usé et le fouet. Il campe ainsi un personnage « multi-facettes » : tantôt courageux puis romantique, drôle ou encore fragile.

Le tournage des Aventuriers de l'arche perdue est éprouvant pour toute l'équipe. Lors de la scène de bagarre contre un mécanicien nazi, l'avion roule sur la jambe de Harrison Ford. Il se retrouve avec un ligament déchiré au fin fond de la Tunisie. Mais au lieu de se faire soigner, on lui bande la jambe pour qu'il puisse continuer à tourner. Plus tard, il se blesse sérieusement aux côtes en voulant assurer lui-même la cascade où Indiana est tiré au sol par un camion.

En ce qui concerne la scène où Indy affronte un guerrier le menaçant d'un sabre, pour laquelle était prévue un combat élaboré qui avait nécessité une longue préparation, Harrison Ford n'est pas, au moment de la tourner, en mesure de la jouer : comme beaucoup de membres de l'équipe à ce moment-là, il est malade. Pour se ménager, il propose à Steven Spielberg de simplement tirer sur l'opposant. Le succès de cette courte scène auprès des membres de l’équipe est tel qu'elle est gardée au montage. Les Aventuriers de l'arche perdue sort sur les écrans en 1981 et connait un grand succès. Harrison Ford réussit à surpasser la notoriété de Han Solo avec Indiana Jones et devient une star reconnue.

En 1984 sort Indiana Jones et le Temple maudit. Le pendant féminin d'Indy, après Karen Allen dans Les Aventuriers, est Kate Capshaw. C'est Harrison Ford qui, sous l'influence de Steven Spielberg, la choisit pour interpréter Willie Scott.Durant le tournage des scènes où il est mené au palais du Maharadjah, Harrison Ford commence à souffrir d'une hernie discale à force de chevaucher un éléphant. Et c'est lors du combat contre un Thug dans la chambre d'Indy que la hernie le paralyse pour de bon.

Aucun soin fait sur place ne faisant effet, il est rapatrié d'urgence aux États-Unis pour se faire opérer. Lors de sa convalescence, il suit un traitement à base d'enzyme de papaye. Le remède est efficace et l'acteur fait son retour au Sri Lanka au bout de trois semaines. Suite à cela, le tournage reprend normalement. Lors de sa sortie en salle, bien que la critique trouve le film trop noir, Indiana Jones et le Temple maudit est un succès.