Na początku lat 50. Broccoli przeniósł się po raz kolejny, tym razem do Londynu. Jako sprytny biznesmen, potrafił zrobić dobry użytek z dotacji od brytyjskiego rządu, dawanej na potrzeby filmów kręconych w Wielkiej Brytanii, z udziałem brytyjskich aktorów i filmowców. W 1962 roku Broccoli połączył się z Harrym Saltzmanem i stworzył wraz z nim wytwórnię EON Productions. W tym samym roku wyprodukowali adaptację jednej z powieści Iana Fleminga, film Doktor No, pierwszy z serii o Jamesie Bondzie. Wkład Broccoliego w serię trwał aż do jego śmierci. Obecnie pracę nad cyklem kontynuują jego córka, Barbara Broccoli oraz pasierb, Michael G. Wilson. Oprócz filmów bondowskich, Broccoli wyprodukował również film Chitty Chitty Bang Bang z Dickiem Van Dyke, oparty także na książce Fleminga, oraz Call Me Bwana z Bobem Hopem. W 1982 roku Broccoli został uhonorowany nagrodą im. Irvinga G. Thalberga. Posiada również swoją gwiazdę w alei gwiazd w Hollywood.
Broccoli był trzykrotnie żonaty. W 1940, w wieku 31 lat, poślubił aktorkę Glorię Blondell (młodszą siostrę Joan Blondell), pięć lat później wziął z nią rozwód. W 1951 ożenił się z Nedrą Clark, która zmarła po urodzeniu córki Tiny. W latach 60. poznał i wziął ślub z aktorką i powieściopisarką, Daną Wilson.