La revue, "Peinture, cahiers théoriques", dont Cane est l’un des fondateurs, paraît en 1971, en même temps que s’accentuent les divergences au sein du  groupe Supports/Surfaces. Il réalise cette même année, ses premières  expositions personnelles à Paris (galerie Templon et galerie Yvon Lambert  et participe à la deuxième et troisième exposition Supports/Surfaces au Théâtre de la Cité internationale à Paris en avril, puis en juin au théâtre de Nice.

Jusqu’en 1975, Cane continue ses séries abstraites : des Toiles découpées à compter de 1970, toiles sans châssis, étalées sur le sol, puis peintes par vaporisation et pliées en deux, enfin découpées et agrafées directement sur le mur suivies par les Toiles au sol de 1972, réflexion sur l’espace dans la peinture et sur le chromatisme, enfin les séries Sol/Mur de 1974-1975, des toiles noires saturées de couleur par pulvérisation.

Entre 1973 et 1978, il effectue de nombreux voyages en Italie, où les fresques de Raphaël au Vatican vont l’influencer, puis étudie la peinture classique, celle de Cimabue et de Giotto notamment. En 1975 et 1976, il se met à pratiquer une peinture semi-abstraite : premiers dessins sur les Ménines et premières toiles peintes avec des arches, avec l'apparition de l'ange.

En 1977, il fait partie de l’exposition "L’avant-garde 1960-1976 : trois villes, trois collections" exposition itinérante (Marseille, Grenoble, Saint-Etienne et CNAC Centre Georges Pompidou à Paris) dans laquelle figuraient la plupart des artistes du mouvement Supports/Surfaces. D’une peinture abstraite  à un retour définitif à la figuration, en 1978, Louis Cane réfléchit sur l’histoire des formes picturales et se lance dans une figuration exacerbée de figures emblématiques, des femmes nues et écartelées, des accouchements, des Annonciations, des déjeuners sur l’herbe.

Cane n’a jamais caché ses sources : Picasso, Manet, Goya, Rembrandt, Matisse, et plus près de nous Frank Stella,  Jackson Pollock, et enfin de Kooning. La sculpture qu’il aborde dès 1978, est pour lui une discipline familière, depuis ses années d’apprentissage. Les statues, féminines presque exclusivement, renouent avec la pratique traditionnelle du modelage, et les formes se montrent alors  tantôt burlesques, tantôt pathétiques, d’un expressionnisme baroque. Il utilise dans ses sculptures, du platre, des clous ou des ustensiles familiers comme la célèbre bombe Fly-tox.

Dès la fin des années quatre-vingt, plusieurs expositions-rétrospectives remettent la mouvement Supports/Surfaces sur le devant de la scène: En 1990, le Château de Chambord  expose "Le Bel Age - Supports/Surfaces" et en 1991, le musée d’Art  moderne de Saint-Etienne présente "Supports/Surfaces", exposition itinérante (Tel Aviv, 1992 - Japon, 1993) avec une sélection rigoureuse. Au début des années quatre-vingt-dix, Cane revisite  Monet, et réalise un ensemble de nymphéas, peints sur toile, soie, verre ou grillage, assemblés en polyptyques ; Il les expose en 1994 au musée de l’Orangerie à Paris Série des Nymphéas

En 1975 et 1976, il se met à pratiquer une peinture semi-abstraite : premiers dessins sur les Ménines et premières toiles peintes avec des arches, avec l'apparition de l'ange. Après la période d'une abstraction rigoureuse, la figuration arrive en 1978 pour interroger l'histoire de la peinture.La sculpture qu’il aborde dès 1978, est pour lui une discipline familière, depuis ses années d’apprentissage. Les statues, féminines presque exclusivement, renouent avec la pratique traditionnelle du modelage. Au début des années quatre-vingt-dix, Cane revisite Monet, et réalise un ensemble de nymphéas, peints sur toile, soie, verre ou grillage, assemblés en polyptyques ; il les expose en 1994 au musée de l’Orangerie à Paris.

L’œuvre de Louis Cane est à la jonction de l'abstraction et de la figuration. Influencé tant par son expérience Supports/Surfaces dont il est en 1968 un des membres fondateurs avec Claude Viallat, Jean-Pierre Pincemin, Daniel Dezeuze et Vincent Bioulès, que par l'histoire (de l'art) et les œuvres de Velasquez, Manet, Matisse, Picasso, Monet, qu’il a « le courage d'oser imiter ».
Depuis les années 1970, il ajoute au plaisir qu'il trouve à utiliser toutes sortes de supports: toile, soie brodée, grillage, son désir d’interroger la couleur, son rôle et ses effets, son extension dans l'espace. Ces recherches plutôt picturales, ils les appliquent aussi à ses sculptures mais c’est alors la question des matérieaux, de leurs poids, de leurs forces et de leurs fragilités et de leur possible mise en mouvement, qui priment et animent l’artiste léonardien.
Les sculptures que Louis Cane invente sont d'impensables machines volantes, simples, légères et ludiques.
— "Mais de qui se moque-t-on? Et d'abord ça ne volera jamais. (Louis Cane 5/4/94) "