Năm 1926, hãng phim Warner Bros. của Mỹ giới thiệu hệ thống Vitaphone cho phép gắn kèm âm thanh vào một số đoạn phim ngắn[3]. Cuối năm 1927, hãng này cho ra đời bộ phim The Jazz Singer (Ca sĩ nhạc Jazz), bộ phim điện ảnh đầu tiên có những đoạn thoại (gồm cả hát) được đồng bộ hóa với hình ảnh. Đây được coi là bộ phim "có tiếng" đầu tiên của lịch sử điện ảnh. Thành công của The Jazz Singer được tiếp nối bằng một bộ phim khác của Warner Bros., The Lights of New York (1928), bộ phim đầu tiên hình toàn bộ phần hình ảnh và âm thành được đồng bộ hóa. Hệ thống Vitaphone (dùng âm thanh ghi trên các đĩa tiếng riêng) cũng nhanh chóng bị thay thế bằng các hệ thống ghi âm thanh trực tiếp trên phim như Movietone của hãng Fox Pictures, Phonofilm của DeForest hay RCA Photophone.

Cho đến cuối thập niên 1920, hầu như tất cả các bộ phim của Hollywood đều đã có tiếng. Âm thanh nhanh chóng giúp các bộ phim trở nên hấp dẫn và lôi cuốn khán giả hơn, đồng thời cũng đưa các hãng phim nhỏ tới chỗ phải đóng cửa vì không đủ vốn chi phí cho hệ thống thu âm cho các bộ phim. Âm thanh cũng là một trong các lý do giúp điện ảnh Mỹ vượt qua cuộc Đại suy thoái và bước vào thời kỳ hoàng kim (The Golden Age of Hollywood) với hàng loạt bộ phim lớn ra đời, đi kèm với nó là hàng loạt siêu sao như Greta Garbo, Clark Gable, Katharine Hepburn hay Humphrey Bogart.

Âm thanh đã khiến quá trình sản xuất phim phải thay đổi về cơ bản, phần thoại trong các kịch bản phim được trau chuốt hơn, các diễn viên cũng phải làm quen với việc vừa diễn xuất hình thể vừa đọc thoại, dẫn đến nhiều ngôi sao của thời kì phim câm phải chấm dứt sự nghiệp vì không thể thay đổi kịp với xu thế này. Sự ra đời của nhạc và tiếng động cũng dẫn đến việc hình thành các thể loại phim mới, tiêu biểu là phim ca nhạc với các bộ phim The Broadway Melody (1929) của điện ảnh Mỹ hay Le Million (1931) của đạo diễn Pháp thuộc trường phái siêu thực René Clair.

Với sự phổ biến ngày càng rộng rãi của điện ảnh trong thập niên 1930, một thể loại phim mới, phim tuyên truyền, ra đời với mục đích kêu gọi sự ủng hộ của công chúng đối với các chế độ cực quyền, đặc biệt là chế độ Phát xít ở Đức, Ý và Nhật. Tiêu biểu cho dòng phim này là bộ phim Triumph des Willens (1934, Đức) của Leni Riefenstahl. Thập niên 1930 cũng đánh dấu sự ra đời của một loạt các bộ phim kinh điển bậc nhất của Hollywood như It Happened One Night (1934, đoạt cả năm Giải Oscar chính), The Wizard of Oz (1939) hay Cuốn theo chiều gió (Gone with The Wind, 1939). Phim hoạt hình cũng đánh dấu sự phát triển với các bộ phim của đạo diễn Walt Disney như Nàng Bạch Tuyết và bảy chú lùn (Snow White and the Seven Dwarfs, 1937) hay Pinocchio (1940).