Inoltre si dedica e si specializza prevalentemente al tema del mare e del mondo marino. Nel 1952 organizza e dirige la "Spedizione Subacquea Nazionale" nel Mar Rosso, da cui viene ricavato il lungometraggio "Sesto Continente", il primo a colori nella storia della cinematografia subacquea italiana. Muore di un tumore il 26 febbraio 1990. Riposa nel cimitero di Cervara di Roma.
Vailati viene oggi considerato, insieme ad altri illustri personaggi quali il Comandante Costeau, Raimondo Bucher, Folco Quilici, uno degli ultimi autentici uomini di mare del nostro tempo.