De studio werd in 1918 opgericht door Joodse immigranten uit Polen, en is daarmee de op twee na oudste nog actieve studio in Hollywood, na Paramount Pictures en Universal Studios (beide uit 1912).
Net als concurrerende filmstudio's begaf Warner Bros. zich in deze periode op het gebied van de grootschalige films, met blockbusters zoals Superman (1978) als gevolg. Deze film is de eerste van een lange reeks stripverfilmingen die Warner Bros. heeft geproduceerd dankzij de samenwerking met DC Comics. Een andere blockbuster was Lethal Weapon (1987). Daarna volgden de blockbusters Who Framed Roger Rabbit (1988) en Pretty Woman (1990), die beide oorspronkelijk van Buena Vista Pictures zijn, maar door Warner in het Verenigd Koninkrijk gedistribueerd werden. In 1989 verscheen Tim Burton's Batman, een film die vele records brak. Zo is met deze film de trend van de grote openingsweekends voor event-films begonnen (de film bracht het recordbedrag van 45 miljoen dollar op in de eerste drie dagen), en lanceerde de studio een reclamecampagne die meer toegespitst was op de verkoop van aan de film verwante merchandise. Het leverde de studio bijna een miljard dollar op, waarvan niet meer dan de helft via de bioscooprelease binnenkwam.
Tussen 1988 en 1993 distribueerde Warner de films van Disney, voordat deze een eigen distributiekanaal oprichtte (Buena Vista International). Daarvoor had Warner Bros. een samenwerkingsverband met Columbia Pictures.
Eind jaren 90 verkreeg de studio de filmrechten van de populaire Harry Potterboeken. De eerste verfilming in 2001 was de meest succesvolle Warner Bros. film tot dan toe - pas in 2008 ingehaald door The Dark Knight. Tot dusver zijn alle boeken verfilmd (7/7) maar er zijn acht films. Het zevende boek werd in twee delen uitgebracht, de twee films zijn in 18 november 2010 (Deel 1) en 7 juli 2011 (Deel 2) uitgekomen.