由于影片尖锐地触及了社会现实,摄制过程中遭到国民党政府的种种阻挠、恐吓。1949年,影片摄制进入尾声时,恰逢上海解放前夕,社会局势不稳,摄制组决定停机,保存好胶片,全体人员不再聚合,准备迎接解放。5月上海解放后,《三毛流浪记》恢复拍摄,并加拍了三毛参加庆祝解放大游行的场面。影片于1949年12月上映。该片和《乌鸦与麻雀》同为中国电影史上跨越了两个时代的经典大作。
1981年5月,影片在戛纳电影节上展映、引人嘱目,其后在法国巴黎的六家电影院连映60天,轰动了巴黎。1981年7月,香港南方影业公司为该片配上粤语对白,在假期中专为学生放映。1982年10月,该片在德国曼海姆电影节上展映。1983年9月,该片获葡萄牙第十届菲格拉达福兹国际电影节评委奖,被称为“优秀的经典电影之一”。