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Trabajando en los últimos retoques del rescate de la niña en El gran gorila.
La Academia de Artes y Ciencias Cinematográficas propuso darle a O'Brien un Oscar por sus efectos técnicos en King Kong, pero él insistió en que cada miembro de su equipo recibiera también una estatuilla del Oscar, a lo que la AMPAS se negó, por lo que O'Brien no quiso aceptar el premio Oscar para sí mismo. Este acto, hecho con buena fé pero muy poco recomendable, de negarse a recibir su Oscar dañó la reputación de O'Brien en Hollywood, convirtiéndolo durante muchos años en un "apestado" de la industria. Afortunadamente, recapacitó años después y aceptó su premio Óscar por El gran gorila.
Otros trabajos notables en el cine incluyen The Animal World (1956), The Black Scorpion (1957), The Giant Behemoth (1959), El mundo perdido (1960) y El mundo está loco, loco, loco, loco (1963). También coescribió la historia de La bestia de la montaña hueca (1956) y King Kong vs. Godzilla (1962). El valle de Gwangi (1969) en realidad se basó en la película no producida de O'Brien, Gwangi (1941).
Lamentablemente dejó muchos proyectos por falta de financiación como Atlantis, Creation, War Eagles, Valley of the Mist, The Last of the Oso Si-papu, Umbah, King Kong VS. Frankenstein, Baboon...
Falleció el 8 de noviembre de 1962 a la edad de 76 años en Los Ángeles, California.