Am 12. Februar 1912 fällt in einem Glashaus-Atelier die erste Klappe zum Stummfilm DER TOTENTANZ mit Asta Nielsen in der Hauptrolle – es ist die Geburtsstunde von Studio Babelsberg. Kurz zuvor entdeckte die Berliner Filmgesellschaft Deutsche Bioscop das alte Fabrikgelände vor den Toren Berlins, das mit seinen optimalen Produktionsbedingungen – viel Platz, dunstfreies Tageslicht und gute Verkehrsanbindungen – schnell zu einem lebendigen Zentrum der Stummfilmproduktion wird, mit markanten Filmen wie DER STUDENT VON PRAG (1913), DER GOLEM (1915), NOSFERATU (1922), DOKTOR MABUSE (1922) oder DIE NIBELUNGEN (1924). In Babelsberg werden mit Henny Porten, Lilian Harvey, Asta Nielsen, Pola Negri und Paul Wegener die weltweit ersten Filmstars geboren.
1921 geht das Gelände in den Besitz der 1917 gegründeten Universum Film AG (UFA) über. Diese errichtet 1926 für die Großfilmproduktion METROPOLIS (1927) von Fritz Lang das inzwischen „Marlene-Dietrich-Halle" genannte Großatelier, die damals größte Atelierhalle Europas. Auf den ersten Science-Fiction-Langfilm (heute im UNESCO-Weltdokumentenerbe) folgt kurze Zeit später FRAU IM MOND (1929), für den Regisseur Fritz Lang den Countdown erfindet.
Die großen künstlerischen Produktionen der frühen 20er Jahre werden wegweisend für die Entwicklung des Kinos. Der junge Alfred Hitchcock schaut in Babelsberg den großen Regisseuren über die Schulter und lernt hier sein Handwerk. Die prägenden Erfahrungen wird er später mit dem Satz kommentieren: „Alles was ich über das Filmemachen wissen musste, habe ich in Babelsberg gelernt“. Karl Freund, einer der bedeutendsten deutschen Kameramänner, etabliert bei den Babelsberger Dreharbeiten zu DER LETZTE MANN (1924) von Friedrich Wilhelm Murnau die „entfesselte Kamera“ (Aufnahmen ohne Stativ, teilweise mit Seilzügen oder um den Bauch gebunden – eine Wegvorgabe für die heutige Steadicam) und revolutioniert damit das Filmemachen.
Mit dem Bau des ersten europäischen Tonfilmateliers in Babelsberg 1929 – wegen seiner gekreuzten Bauform "Tonkreuz" genannt – beginnt ein neues Kapitel der Filmgeschichte. MELODIE DES HERZENS (1929) mit Willy Fritsch ist der erste komplett vertonte abendfüllende Spielfilm Deutschlands. Das darstellerische Pathos aus Stummfilmzeiten wird in Babelsberg schnell durch erfolgreiche Unterhaltungsfilme und beschwingte Filmoperetten ersetzt, u.a. DER BLAUE ENGEL (1930) mit Marlene Dietrich und Emil Jannings in den Hauptrollen, DIE DREI VON DER TANKSTELLE (1930) und DER KONGRESS TANZT (1931). Der deutsche Film aus Babelsberg hat Weltgeltung erreicht und konkurriert mit Hollywood.
Die wirtschaftlichen Rezessionen Ende der 20er Jahre bringen die UFA an den Rand des Ruins. Schon zwei Monate nach der Machtübernahme der Nationalsozialisten 1933 beschließt die Geschäftsleitung der Babelsberger Studios die Entlassung jüdischer Mitarbeiter und leitet damit den Exodus zahlreicher Filmkünstler ein. Filmemacher wie Josef von Sternberg, Fritz Lang, Ernst Lubitsch, Billy Wilder und Stars wie Marlene Dietrich verlassen Deutschland und suchen ihr Glück in Hollywood. Der künstlerische Aderlass durch den Rassenhass der Nazis führt zu einem nicht mehr auszugleichenden Verlust für den deutschen Film.
Unter der Aufsicht des „Ministeriums für Volksaufklärung und Propaganda“ werden in Babelsberg NS-Propagandafilme gedreht. Eine weitere Aufgabe der Babelsberger Studios ist die Produktion von Unterhaltungsfilmen, die die deutsche Bevölkerung vom Krieg ablenken sollen. Es entstehen u.a. der erste deutsche Farbfilm im Agfacolor-Verfahren FRAUEN SIND DOCH BESSERE DIPLOMATEN (1941), MÜNCHHAUSEN (1943) oder die FEUERZANGENBOWLE (1944). Die Stars der Zeit heißen Zarah Leander, Heinz Rühmann, Heinrich George oder Hans Albers.
Im August des Jahres 1945 fällt das Kerngelände der Filmstadt unter alliiertes Recht und ist bis 1947 von der sowjetischen Militäradministration besetzt.
Nach Ende des Zweiten Weltkriegs lässt der Neuanfang nicht lange auf sich warten. Bereits am 4. Mai 1946 fällt die erste Klappe zu Wolfgang Staudtes Die Mörder sind unter uns mit Hildegard Knef. Am 17. Mai 1946 wird die deutsch-sowjetische Aktiengesellschaft DEFA (Deutsche Film AG) gegründet. Das Studio wird zum exklusiven Ort für die Kinospielfilmproduktion in der DDR und avanciert mit rund 2.500 Angestellten zu den größten Arbeitgebern der Region.
In der Zeit von 1946 bis 1990 werden auf dem Babelsberger Areal mehr als 1.200 Kino- und Fernsehfilme verschiedener künstlerischer und politischer Ausrichtungen produziert, u.a. Das kalte Herz (1950), Der Untertan (1951), Die Geschichte vom kleinen Muck (1953), Nackt unter Wölfen (1963), Das singende, klingende Bäumchen (1957), Das Kaninchen bin ich (1965), Spur der Steine (1966), Die Legende von Paul und Paula (1973), Solo Sunny (1980) oder Coming Out (1989). Jakob der Lügner wird 1976 als einziger DDR-Film für einen Oscar nominiert.
Im August 1992 verkauft die Treuhandanstalt die ehemaligen DEFA-Filmstudios in Babelsberg an den französischen Konzern Compagnie Générale des Eaux (heute: Vivendi Universal).
Das Unternehmen investiert in den folgenden 12 Jahren ca. 250 Millionen Euro in das Filmstudio und die Medienstadt. Damit wird die Infrastruktur geschaffen, um sich heute erfolgreich am Markt zu behaupten.
Im Juli 2004 verkauft Vivendi Studio Babelsberg an die Beteiligungsgesellschaft FBB - Filmbetriebe Berlin Brandenburg GmbH, hinter der Dr. Carl L. Woebcken und Christoph Fisser als Gesellschafter stehen – sie erweitern das Gelände um große Industriehallen und treiben die Internationalisierung des Production Service voran. Im Frühjahr 2005 erfolgt die Umwandlung in eine Aktiengesellschaft.
2007 ist das erfolgreichste Geschäftsjahr seit der Privatisierung im Jahr 1992 – 12 deutsche und internationale Kinofilme werden produziert, u.a. Der Vorleser, Operation Walküre, Das Bourne Ultimatum.
2009 arbeiten mit Quentin Tarantino und Roman Polanski zwei der weltweit bekanntesten Regisseure in Babelsberg. Die Filme Inglourious Basterds und Der Ghostwriter finden nach ihren Kinostarts international große Beachtung und Anerkennung.
2010-2011 werden in Studio Babelsberg unter anderem die Filme Unknown Identity, The Apparition, Wer ist Hanna?, Chicken with Plums und Die drei Musketiere 3D produziert.
2012 feiert Studio Babelsberg das 100-jährige Jubiläum. Zum Festakt am 12. Februar wird die restaurierte Fassung von dem ersten Babelsberg-Film, Der Totentanz, aufgeführt. Das Jubiläum wird von zahlreichen Veranstaltungen und Sonderausstellungen begleitet u.a. im Filmmuseum Potsdam, in der Deutschen Kinemathek Berlin, im Museum of Modern Art in New York und im Rahmen der Internationalen Filmfestspiele Berlin.
Die Stars geben sich die Klinke in die Hand: Mit mehreren internationalen Produktionen (Die Bücherdiebin, Monuments Men - Ungewöhnliche Helden, Grand Budapest Hotel, The Voices) kommen in 2013 u.a. George Clooney, Wes Anderson, Cate Blanchett, Bill Murray, John Goodman, Jean Dujardin, Tilda Swinton, Adrien Brody, Ralph Fiennes, Matt Damon, Ryan Reynolds, Gemma Arterton, Willem Dafoe, Jeff Goldblum und Harvey Keitel nach Babelsberg.
2014 werden erstmalig in der Geschichte des Studios drei internationale Premieren im Wettbewerb der Berlinale gefeiert. Studio Babelsberg koproduziert im gleichen Jahr u.a. Die Tribute von Panem – Mockingjay, Point Break und Steven Spielbergs Bridge of Spies - Der Unterhändler.
2015 wird Wes Andersons Grand Budapest Hotel mit vier Oscars ausgezeichnet: Bestes Szenenbild (Adam Stockhausen), Bestes Make-up (Frances Hannon, Mark Coulier), Bestes Kostümbild (Milena Canonero) und Beste Filmmusik (Alexandre Desplat).
In 2016 eröffnet Studio Babelsberg eine der größten und modernsten Außenkulissen Europas, die Neue Berliner Straße/Metropolitan Backlot. Mit vier Straßenzügen in unterschiedlichen Architekturstilen und mehreren Innenhöfen lässt sich das flexible Backlot in jede Metropole der Welt umwandeln. Als erste Produktion wird Babylon Berlin realisiert.
Mit der fünften Staffel von Homeland kommt 2015 die erste internationale High-End-Serie nach Babelsberg. Es folgen immer mehr serielle Formate und Produktionen für Streamingdienste, u.a. BERLIN STATION (2016-2019), SENSE8 (2015), COUNTERPART (2017-2018), DARK (2017-2020), FOUNDATION (2021) und 1899 (2021).
2018 wird Potsdam als MediaTech Hub ausgezeichnet, unter anderem für das Volucap in Studio Babelsberg, das erste volumetrische Studio auf dem europäischen Festland. Das mit 32 Kameras ausgestattete Rundstudio ermöglicht VR- und AR-Projekte. Studio Babelsberg koproduziert u.a. Isle of Dogs, Verschwörung und 3 Engel für Charlie.
2019 wird ISLE OF DOGS in zwei Kategorien für die Oscars nominiert. In den letzten 20 Jahren erhielten Studio Babelsberg Produktionen 48 Nominierungen bei den Academy Awards und wurden mit insgesamt 15 Oscars in verschiedenen Kategorien ausgezeichnet, u.a. DER PIANIST, DIE FÄLSCHER, DER VORLESER und BRIDGE OF SPIES.
2020 werden zwei große internationale Filme parallel gedreht: Uncharted mit Tom Holland und Mark Wahlberg sowie der vierte Teil der Matrix-Reihe unter der Regie von Lana Wachowski. Zu Ehren der Filmemacherinnen und LGBTQ-Aktivistinnen Lana und Lilly Wachowski benennt Studio Babelsberg sein größtes Filmstudio (Studio 20) „Rainbow Stage“ und setzt damit ein klares Zeichen für Toleranz, Respekt und Vielfalt.
2021 wird das DARK BAY Virtual Production Studio auf dem Studiogelände eröffnet. Es ist eines der größten, permanent installierten LED-Studios für virtuelle Filmproduktionen in Europa. Das Studio bietet eine 55 Meter lange und 7 Meter hohe gebogene LED-Wand mit 1470 neuesten 2.3 LED-Panels, eine LED-Decke und eine weltweit einzigartige Drehbühne. Anstelle des bisherigen Green/Blue-Screen-Verfahrens können nun digitale Hintergründe als 3D-Welt vorab kreiert und für die Dreharbeiten auf der LED-Wand in Echtzeit dargestellt werden. Die ambitionierte Netflix-Serie 1899 wird als erstes Projekt im Studio realisiert.
2022 feiert Studio Babelsberg sein 110-jähriges Bestehen.