In eerste instantie dachten Spiegel en Lean aan een verfilming van het leven van Mahatma Gandhi. Dat idee lieten ze echter snel varen. Gandhi was nog niet zo lang geleden overleden; zowel de producer als de regisseur vonden het tijdstip met andere woorden te vroeg. Sam Spiegel was ondertussen wel onder de indruk geraakt van Seven Pillars of Wisdom, het relaas van een zekere T.E. Lawrence over zijn avonturen in het Arabië van de Eerste Wereldoorlog. Deze illustere figuur had vanaf de jaren twintig wel meer mensen gefascineerd en er was al vaker sprake geweest van een verfilming. Ook Lean had al vroeger met dat idee gespeeld, maar had dit om allerlei redenen moeten laten varen. Zo zag de broer van T.E. Lawrence een verfilming helemaal niet zitten. Spiegel en Lean beloofden hem echter dat ze geen typische Hollywood-film voor ogen hadden. Lawrence's broer gaf hierop de filmrechten vrij; Lawrence of Arabia werd de nieuwe uitdaging voor Spiegel en Lean.
De film volgt de exploten van T.E. Lawrence die verschillende Arabische stammen probeert te verenigen in hun strijd tegen de Turken. Tevens is het een portret van een complexe persoonlijkheid en diens fascinatie voor de woestijn. Het eerste probleem dat overwonnen moest worden was de casting van het hoofdpersonage. In eerste instantie dachten ze aan Marlon Brando en Albert Finney, maar beiden weigerden. Omdat T.E. Lawrence niet meteen een typische filmheld is, overwogen Spiegel en Lean uiteindelijk om de voorkeur te geven aan een onbekende acteur. Spiegel koos uiteindelijk voor Peter O'Toole, die al zijn sporen had verdiend bij het Royal Shakespeare Theatre in Stratford on-Avon. Voor de andere rollen deed Lean wel een beroep op beroemde acteurs: Alec Guinness, Anthony Quinn, Jack Hawkins en Omar Shariff. Deze laatste was al een regelrechte filmheld in het Midden-Oosten en werd door Lawrence of Arabia in het Westen geïntroduceerd.
Ook het filmen in de verschillende locaties was vrij zwaar. Lean begon te filmen in de woestijn in Jordanië. Hier waren nog overblijfselen te vinden van de treinen die Lawrence er had opgeblazen, iets waarvan de filmploeg dankbaar gebruikmaakte. De hoge temperaturen (tot 50 graden C en meer) en de zandstormen maakten er het echter niet gemakkelijk op en bovendien kwam de filmploeg in gebieden waar de schaarse bevolking nog nooit blanken gezien had. Gelukkig konden ze rekenen op de steun van de jonge koning Hoessein. Later verhuisde de hele filmploeg nog naar Marokko en Spanje.
Voor de soundtrack deed Lean een beroep op Maurice Jarre, die meteen voor een primeur zorgde. De muziek van Lawrence of Arabia is namelijk een mengeling van westerse en oosterse klanken, iets wat toen ongehoord was. De soundtrack bezorgde Jarre een oscar; bovendien zou Lean in de toekomst nog meer een beroep doen op hem.
Alles bij elkaar duurde het iets meer dan twee jaar vooraleer de film klaar was (i.p.v. de oorspronkelijk geplande vijf maanden). Lawrence of Arabia kwam in december 1962 uit en werd zowel door het publiek als de critici goed ontvangen. De film duurde toen 222 minuten, maar vrij snel na de Britse première werden er 20 minuten hiervan verwijderd. Veel bioscoopuitbaters waren van mening dat de film te lang duurde, waardoor er problemen met de programmatie ontstonden. Later verdwenen nog eens 15 minuten.
De film was jarenlang in verknipte versies te zien, totdat in 1989 besloten werd de film te restaureren. Het oorspronkelijke negatief en de verknipte fragmenten waren nog beschikbaar, maar helaas was alle geluid verdwenen, waardoor alle acteurs hun dialogen opnieuw moesten inspreken. Ondertussen bestaat deze gerestaureerde versie ook op video en op dvd, zodat iedereen thuis kan genieten van dit absolute meesterwerk.