创造孙悟空
动画片中的美术设计，是根据剧本和导演思路设计出符合要求的美术风格。与张光宇同时被请来参与《大闹天宫》创作的还有他的画家弟弟张正宇，张光宇负责《大闹天宫》的人物造型设计，而张正宇负责整部影片的布景设计。
对张光宇来说，就像画京剧脸谱一样，动画形象设计首先是开脸，眼神及眉宇间的善恶，鼻形与口形的美与丑的勾法，都能左右人物性格;其次是塑造全身的形状，除了肥瘦高矮，從线条变化中，也可以表现出正直或狡猾的性格。
张光宇为孙悟空设计了3个造型，万籁鸣对这3个造型都不太满意，决定让首席原画严定宪在张光宇原稿的基础上进行修改。
严定宪20世纪50年代毕业于北京电影学院动画专业，虽然只有24岁，却已经是上海美影厂的“老原画”了。绘制原画是制作动画的重要工序，需要在造型原稿的基础上，绘制出人物的不同姿势、空间方位，以便在之后的动画中使用，即现在所说的动画设计。
张光宇在上海期间，严定宪专门两次去华侨饭店与他讨论。对导演万籁鸣来说，身为漫画家的张光宇画出的人物造型很有特色，装饰风格很强，方圆结合、线条复杂，配色也出挑。但是如果做成动画，按动画的要求画几千几万张，人物造型就需要线条简练、形象突出，尤其是主角孙悟空，整部动画片中差不多2/3的镜头里都有他，如果颜色复杂、线条烦琐，他身上多一笔，对原画来说就要多画几千几万笔，因此一定要简化。
从上海返回北京后，对于造型和场景的设计及修改，张光宇与万籁鸣主要通过信件沟通。由于孙悟空的造型迟迟没定下来，张光宇很着急，他在信中一再声称自己所做的这些人物造型原稿“请作为参考之用，但不一定太尊重我的图或者所谓风格问题，因为我的图还极不成熟，仅供研究参考，要请诸位大力发挥，特别是万老（万籁鸣）的断然决定”。
就这样，孙悟空的造型经过反复推敲，最终由严定宪修改后完成定稿。他保留了张光宇初稿中的桃形脸谱、弯月形绿色桃叶眉、大耳朵、帽子、豹皮裙等元素。万籁鸣评价：“神采奕奕，勇猛矫健。”孙悟空从此成了中国动画中的经典形象。
《大闹天宫》筹备工作告一段落，影片进入绘制阶段。
当时万籁鸣手下有8名原画，他们被分为5组，每组又配备数名助理，以分担不同的鏡头绘制任务。万籁鸣给了他们充分的自由，当时他写的分镜头台本甚至没有详细的设计方案，孙悟空怎么从花果山出场，怎么破四大天王的4件法器，都没写。万籁鸣当时有个说法，他是大导演，原画们是小导演，他出题目，原画们做文章。
原画们之前看过的孙悟空，也就是京剧或者年画里的形象，但如何让孙悟空动起来，没人知道。按照万籁鸣的理解，孙悟空应该既有人性，又有猴性，还要有神的力量。为此他特意请来已经退休的京剧大师“猴王”郑法祥给大家上课。
原画严定宪和林文肖被分在一组，负责绘制孙悟空从花果山出场的镜头。最终，他们的想法是在京剧演员给他们上完课之后产生的。京剧演员告诉他们，舞台开场很有讲究，一般先锣鼓响起，一些龙套拿着旗幡从幕后出来开始走台，把阵势摆好，之后就听到后台一句高声唱腔传来，唱完后，主角就“哒哒哒哒”从后台走上前，走一圈后到台前站好摆一个架势，最后报上名来。
最终，在严定宪和林文肖绘制的那组画面里，镜头便随着小猴子从水帘洞里跳到石板桥上，小猴子们用月牙叉把水帘叉开，镜头推过去，金光一闪，远远地看见孙悟空，几个跟头一翻，画面变成近景，孙悟空完成亮相——这就是花果山的大王，小猴子们纷纷欢呼。
那时没有电脑，所有动画设计全凭画笔。10分钟的动画通常要用7000到1万张原画，而《大闹天宫》50分钟的上集和70分钟的下集，仅绘制就用了近两年。严定宪他们一天到晚坐在工作室里，每天至少工作10小时。
1961年，《大闹天宫》上集上映，张光宇因病只能在家里用电视看拷贝。