Numele companiei provine de la fraţii Harry, Albert, Sam şi Jack Warner (născuţi Wonskolaser), care au emigrat când erau mici alături de părinţii lor în Canada din Krasnosielc, Polonia. Doar Jack s-a născut pe pământ canadian. Cei mai mari trei fraţi au intrat în industria filmului achiziţionând un proiector cu care rulau filme în oraşe miniere din Pennsylvania sau Ohio. În 1903 şi-au deschis prima sală de cinema, în New Castle, Pennsylvania, iar în 1904 au înfiinţat Duquesne Amusement & Supply Company pentru distribuirea filmelor. A fost nevoie de numai un pas pentru a trece la producţia filmelor; până la începerea Primului Război Mondial au început să finanţeze şi să producă primele pelicule. În 1918 şi-au deschis primul studio de film pe Sunset Boulevard, la Hollywood. Sam şi Jack produceau filmele, iar Harry şi Albert se ocupau de partea financiară a afacerii.

Prima vedetă a studioului a fost un câine, Rin Tin Tin, adus din Franţa şi care a apărut pentru prima dată în filmul „Where the North Begins“. Filmul a avut un succes atât de mare, încât Jack a decis să mai facă alte filme cu câinele, pentru care stăpânul primea 1.000 de dolari pe săptămână. Mai târziu, Ernst Lubitsch a fost numit regizorul-şef al studioului, iar filmul acestuia „The Marriage Circle“ a fost inclus pe lista New York Times a celor mai bune filme din 1924. Studioul a devenit cunoscut ca fiind unul dintre cele mai bune studiouri independente, ce începea să se bată cu cei mai mari trei jucători din industrie la momentul respectiv (First National, Paramount Pictures şi MGM). Cu un împrumut consistent de la Goldman Sachs, Warner Bros şi-a extins reţeaua de cinematografe, a cumpărat mai multe companii şi chiar a intrat pe segmentul radio cu postul KFWB.

Warner Bros. a adus pentru prima dată pe marile ecrane filmele cu sunet, după ce Sam şi-a convins fraţii să aprobe şi să finanţeze astfel de proiecte; iniţial, sunetul era utilizat doar pentru background. „Don Juan“ s-a lansat cu surle şi trâmbiţe în 1926, însă nu a avut succesul aşteptat. La scurt timp, toate companiile de producţie au apelat la sunet pentru filmele lor, însă tot Warner Bros. avea să cunoască primul succesul, cu filmul „Cântăreţul de jazz“ (1927), care conţinea fragmente cu personajul principal cântând. Din păcate, Sam Warner nu a văzut debutul filmului deoarece a murit cu o zi înainte. Bazându-se pe banii generaţi de „Cântăreţul de jazz“, studioul a cumpărat First National, una dintre companiile de producţie de film importante. Warner Bros. a lansat şi primul film complet sonorizat şi primul film color sonorizat. Compania a cunoscut suişuri şi coborâşuri de-a lungul anilor, iar în 1956 discuţiile de vânzare erau avansate, dar Jack Warner avea alte planuri. Acesta a vândut toate drepturile asupra filmelor până în 1950 către Associated Artists Production şi a organizat în secret un sindicat pentru a achiziţiona 90% din acţiunile Warner Bros. Au urmat alţi ani tumultuoşi, iar în 1966 Jack Warner, care conducea compania, s-a văzut nevoit, din cauza vârstei, să renunţe la companie cedând acţiunile pentru 32 milioane de dolari către Seven Arts Productions, condusă de investitorii Elliot şi Kenneth Hyman.

Numeroşi actori au jucat în filmele produsele în studiourile de la Hollywood ale companiei, iar printre cei mai remarcabili actori se pot enumera Bette Davis, Humphrey Bogart sau Lauren Bacall. Warner Bros. a rămas şi astăzi una dintre cele mai importante companii de divertisment din lume, ce are ca subsidiare multe companii, precum HBO, CNN sau DC Comics.