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De volta ao país, entre 1929 e 1930 realiza seu único filme, Limite, considerado um marco do cinema no Brasil. Completamente destoante das produções da época, a fita tem uma narrativa experimental e vanguardista, tanto nos enquadramentos inusitados como na articulação entre os planos dada pela montagem.
Depois de terminar Limite, em que responde pelo roteiro, pela direção e pela montagem, Peixoto associa-se à produtora Carmen Santos. Tenta fazer o segundo trabalho, O Sono sobre a Areia, depois denominado Onde a Terra Acaba, que permanece inacabado.
Dificuldades de todos os tipos impedem que outros roteiros seus - Onze Almas, A Cidade na Lama, Um Pássaro Triste e A Alma Segundo Salustre - sejam filmados. Como poeta, publica Mundéu (1931) e Poemas de Permeio com o Mar. De personalidade retraída, retira-se para Angra dos Reis na década de 40, onde coleciona objetos históricos para montar um museu do litoral fluminense.
Sua vida e obra inspiram dois curta-metragens: O Homem e o Limite (1975), de Ruy Santos, e O Homem Morcego (1980), de Ruy Solberg. Morre no Rio de Janeiro.
