O final do cinema mudo no Brasil foi marcado pelo aparecimento de duas obras que alinhavam o Brasil com as vanguardas européias da época: o documentário São Paulo, sinfonia da metrópole (1929), de Rodolfo Lustig e Adalberto Kemeny, inspirado em Berlim, sinfonia da metrópole, do alemão Walter Ruttmann, e Limite (1931), obra única de Mario Peixoto que, com suas imagens sofisticadas, narrativa elíptica e trilha sonora erudita, encantou platéias na Europa e tornou-se uma lenda do cinema brasileiro.

Em termos de cinema comercial, a década começou com a fundação dos Estúdios da Cinédia (1930), no Rio de Janeiro, por Adhemar Gonzaga, estimulado pelo sucesso do seu luxuoso Barro humano (1929). A Cinédia inspirava-se nos estúdios de Hollywood para desenvolver um ritmo de produção regular, com palcos simultâneos, equipamentos de qualidade e pessoal contratado em regime permanente. O objetivo era fazer, como propalava a revista Cinearte, "um cinema de estúdio, como o norte-americano, com interiores bem decorados e habitados por gente simpática". Ali Humberto Mauro realizou Lábios sem beijos (1930) e a obra-prima Ganga bruta (1933), drama com elementos freudianos que marcou época.

A Cinédia continuaria produzindo musicais como Coisas nossas (1931) e Alô, alô, Brasil (1935), dirigidos pelo norte-americano Wallace Downey, os carnavalescos A voz do carnaval (1933), Alô, alô, carnaval (1935), este assinado por Gonzaga, e Banana da terra (1938), além de comédias românticas como Bonequinha de seda (1936), de Oduvaldo Vianna, e Pureza (1940), da portuguesa Chianca de Garcia, baseado em romance interiorano de José Lins do Rego. O estúdio produziu, ainda, diversas comédias de Luis de Barros e foi alugado à equipe de Orson Welles em 1942 para as filmagens de É tudo verdade. Em 1946, lançou O ébrio, de Gilda Abreu, o maior sucesso do país por muitos anos. A Cinédia atravessaria as décadas seguintes servindo principalmente à televisão.

Também na década de 30 destacam-se as atividades da Brasil Vita Filme, no Rio de Janeiro, propriedade da atriz, produtora e diretora portuguesa Carmen Santos, cognominada "a grande dama do cinema brasileiro". Ela produziu, entre outros, Favela dos meus amores (1935), primeira abordagem das populações dos morros cariocas no cinema, e a comédia Cidade-mulher (1936), de Humberto Mauro.

Um novo alento chegaria para o cinema brasileiro em 1941 com a fundação da produtora Atlântida, a partir de esforços de Moacyr Fenelon, com o firme propósito de firmar o cinema no Brasil como "um dos mais expressivos elementos de progresso". Ao cinejornal Atualidades Atlântida sucederam-se histórias de fundo social, que obtinham desempenho irregular nas bilheterias. Com Tristezas não pagam dívidas (1944) abriu-se o filão dos musicais carnavalescos, que mais tarde evoluíram para as chanchadas (comédias geralmente ambientadas no meio artístico, com toques de sátira política e paródias de gêneros do cinema norte-americano). Foi o reinado de diretores como Watson Macedo, José Carlos Burle e Carlos Manga, atores como Oscarito, Grande Otelo, Anselmo Duarte e Eliana, e dos grandes nomes da canção popular vindos do rádio.

A Atlântida, cujo principal acionista a partir de 1947 era Luís Severiano Ribeiro Jr., dono da maior empresa exibidora do país, beneficiou-se da lei de 1946 que criava a primeira reserva de mercado para o filme brasileiro. A revista Cinelândia, surgida em 1952, ajudava a criar um star system nacional. Além de chanchadas antológicas como Este mundo é um pandeiro (1947), Carnaval no fogo (1949), Nem Sansão nem Dalila (1954) e O homem do Sputnik (1959), a Atlântida produzia filmes sérios como Luz dos meus olhos (1947), onde José Carlos Burle lançou a atriz Cacilda Becker; Terra violenta (1948), adaptação do romance Terras do sem-fim, de Jorge Amado; e o policial Amei um bicheiro (1952), de Jorge Ileli e Paulo Wanderley. A Atlântida desapareceu em 1962, soterrada por insucessos e pelo advento da televisão. O filme Assim era a Atlântida (1976), de Carlos Manga, reuniu o melhor daquela experiência.

A mais ambiciosa investida industrial do cinema brasileiro nesta época foi a criação, liderada pelos industriais da colônia italiana Franco Zampari e Francisco Matarazzo Sobrinho, da Companhia Cinematográfica Vera Cruz, em São Paulo (1949). Estimulados pelo reerguimento do cinema internacional após a II Guerra Mundial, o crescimento industrial de São Paulo e sua revitalização cultural, os fundadores da Vera Cruz almejavam um sistema de produção semelhante ao de Hollywood, com equipamentos importados, grande esquema publicitário, técnicos e diretores trazidos da Europa. O consagrado Alberto Cavalcanti, de volta ao Brasil, convidou e coordenou o trabalho de diretores como os italianos Adolfo Celi e Luciano Salce, e o argentino-inglês Tom Payne.

O bom acabamento e a fatura clássica dos filmes da Vera Cruz valeram ao Brasil os primeiros grandes prêmios internacionais. O cangaceiro (1953), de Lima Barreto, e Sinhá Moça (1953), de Tom Payne, ganharam distinções importantes nos festivais de Cannes e Veneza, respectivamente. Em apenas quatro anos, a Vera Cruz produziu 18 filmes, entre melodramas (Caiçara, 1950, Floradas na serra¸1954), comédias (Nadando em dinheiro, 1952, com Amácio Mazzaropi, Uma pulga na balança, 1953) e a superprodução Tico-tico no fubá (1952), biografia do compositor Zequinha de Abreu, estrelada por Anselmo Duarte. Vergada por dívidas e sem um esquema de distribuição/exibição eficiente, a empresa faliu em 1954, mantendo-se depois com atividades irregulares.

São Paulo assistiu, nos anos 1950, à ascensão e queda de três outros empreendimentos industriais. Na Brasil Filmes (1955-1959), desdobramento da Vera Cruz dirigido por Abílio Pereira de Almeida, foram realizados, entre outros, a clássica comédia Osso, amor e papagaios (1957), de César Mêmolo Jr. e Carlos Alberto de Souza Barros, e o segundo filme de Walter Hugo Khouri, Estranho encontro (1958). A Maristela (1950-1958) produziu ou co-produziu 24 filmes de diretores como Ruggero Jacobbi (Presença de Anita, 1951), Carlos Hugo Christensen (Mãos sangrentas, 1955), e Alberto Cavalcanti, que abandonara a Vera Cruz (Simão, o caolho, 1952, O canto do mar, 1953, e Mulher de verdade, 1954). Por sua vez, a Multifilmes (1952-1954) produziu nove títulos.