Hans kanskje aller mest kjente samarbeidspartnere var The Beatles, etter at han medvirket på sangen «Get Back» og satte sitt preg på denne med sitt Rhodes el-piano. For denne medvirkningen ble han den første ikke-Beatle som ble kreditert som musiker på en Beatles-utgivelse (singelen "Get Back/Don't Let Me Down", utgitt 1969). Da singlen ble gitt ut, reagerte mange på at Preston var kreditert. I et 1969-intervju sa John Lennon: "Folk må slappe av. Det står ikke 'Billy Preston i stedet for The Beatles'. Det står 'The Beatles MED Billy Preston'." Preston spilte også orgel på sangen «Let It Be», og var med som den femte musikeren på Beatles' aller siste konsertopptredenkonserten – konserten på taket av Apple-bygningen, Rooftop Concert, som utgjør en viktig del av filmen "Let It Be".