В штат новообразованной студии вошли известные мастера рисованного кино - И. П. Иванов-Вано, П. Ходатаева, В. С. и З. С. Брумберг, В. Г. Сутеев, Д. Н. Бабиченко, А. В. Иванов, П. П. Сазонов, мультипликаторы Б. Дежкин, Г. Козлов, Р. Давыдов. Ф. Епифанова, Г. Филиппов, Б. Титов; художники Н. Рейтман, В. Бочкарев, А. Трусов, П. Носов и другие.
Первые годы существования студии (1936-1938) были отданы освоению целлулоидной технологии (т. н. "Диснеевского конвейера"), необходимой для массового производства рисованных картин. Большую роль в организации производства сыграл первый директор студии Н. М. Кива. Но уже в это время появлялись удачные в художественном отношении картины (в первую очередь фильмы В. Сутеева "Колобок", "Шумное плавание" и др.) . В 1939-41 году стали появляться ленты, вошедшие впоследствии в "золотой фонд" отечественного кино - "Лимпопо" и "Бармалей" Л. Амальрика и В. Полковникова, "Мойдодыр" И. Иванова-Вано, "Дядя Степа" и "Муха-Цокотуха" В. Сутеева, политические плакаты Д. Бабиченко и др. С 1937 г. на студии начал применяться цвет.
Владимир Сутеев
Первый мультфильм, вышедший на киностудии, назывался «В Африке жарко» , а в 1937 году, через год после открытия киностудии, появились первые цветные мультфильмы.
В октябре 1941 года "Союзмультфильм" эвакуируют в Самарканд, но в мае-июне 1943 года он возвращается из эвакуации в Москву.
Иван Иванов-Вано
В 1947 году был выпущен первый полнометражный рисованный фильм И. Иванова-Вано «Конек-Горбунок» .
В 1953 году организовано Объединение кукольных фильмов. Первый успех объединения - фильм Е. Мигунова «Карандаш и Клякса - веселые охотники» . Долгое время в кукольном объединении снимали в основном кукольные спектакли, но к концу 1950-х годов производство объемных фильмов развернулось уже на высоком уровне.
На ней создано более 1500 фильмов, составивших известную во всем мире коллекцию анимационных произведений. Традиционно основной продукцией киностудии были и остаются фильмы для детей и подростков.
Но к середине 1980-х годов "Союзмультфильм" лишается большого числа мастеров, ушедших из жизни, либо оставивших работу и вышедших на пенсию, центробежные тенденции отечественного кино проявляются и на "Союзмультфильме" уходом со студим большинства режиссеров и художников - Ю. Норштейна, чей фильм "Сказка сказок" (1979) признан международным рейтингом в США в 1984 году лучшим фильмом всех времен и народов, Г. Бардина, В. Караваева, В. Котеночкина и многих других. Заботы о воспроизводстве кадров руководство не предпринимает. Производство фильмов в 1990-е годы сильно падает.
