Fantasia, một bộ phim thử nghiệm sản xuất theo thoả thuận với một dàn nhạc đi kèm, thực hiện bởi Leopold Stokowski, thậm chí còn tệ hơn về doanh thu phòng vé. Được phát hành vào tháng 11 năm 1940 bởi chính Disney (không có sự hỗ trợ từ RKO, hãng này đã từ chối phát hành bộ phim) trong một series các buổi chiếu trên đường phố hạn chế đã định sẵn, bộ phim tốn 2 triệu USD sản xuất nhưng tổng doanh số thu được từ mỗi buổi chiếu trên đường phố chỉ vào khoảng 325.000 USD, đã khiến Fantasia còn gây thiệt hại lớn hơn cả Pinocchio. RKO đồng ý phát hành Fantasia vào năm 1941, sau đó đã tái phát hành lại phim này với nhiều sửa đổi kỹ càng trong nhiều năm. Cho dù không phải một bom tấn, Fantasia đã được trao hai giải Oscar danh dự vào ngày 26 tháng 2 năm 1945 — một cho Disney, William Garity, John N. A. Hawkins, và cho hãng RCA Manufacturing Company vì đã "phát hành một bộ phim xuất sắc trong việc sử dụng âm thanh trong các bộ phim thông qua việc sản xuất "Fantasia"" (phát triển hệ thống âm thanh Fantasound tiến bộ để thực hiện phần nhạc phim lập thể), và một cho Stokowski "và các cộng sự vì đã đạt được thành công đặc biệt trong việc sản xuất một loại hình âm thanh trực quan mới trong tác phẩm của Walt Disney, "Fantasia", từ đó mở ra triển vọng mới cho các phim hoạt hình không chỉ có chức năng giải trí mà còn có giá trị nghệ thuật cao".Hầu hết các nhân vật hoạt hình trong các bộ phim thời kỳ này và toàn bộ các tác phẩm hoạt hình sau đó cho tới cuối thập niên 1970 được giám sát bởi một nhóm chuyên gia các họa sĩ hoạt hình được Walt Disney mệnh danh là "Chín Ông Già (Nine Old Men)," nhiều người trong số họ sau này là các đạo diễn và các nhà sản xuất của nhiều bộ phim Disney như: Frank Thomas, Ollie Johnston, Woolie Reitherman, Les Clark, Ward Kimball, Eric Larson, John Lounsbery, Milt Kahl, và Marc Davis. Các họa sĩ hoạt hình chính khác của Disney vào thời kỳ này gồm Norm Ferguson, Bill Tytla, và Fred Moore. Sự phát triển của bộ phận sản xuất phim hoạt hình chiếu rạp này đã tạo nên một hệ thống thứ bậc đẳng cấp ở xưởng phim Disney: các họa sĩ hoạt hình thấp hơn (và các họa sĩ hoạt hình chiếu rạp đang trong thời gian giao việc) thực hiện các phim ngắn, trong khi đó các họa sĩ hoạt hình có vị trí cao hơn như Chín Ông Già sẽ thực hiện các bộ phim chiếu rạp. Lo ngại về việc Walt Disney đồng ý vinh danh sản phẩm lao động của các họa sĩ cũng như các cuộc tranh luận về mức đền bù đã dẫn tới việc các họa sĩ hoạt hình mới đến và các họa sĩ ở đẳng cấp thấp hơn yêu cầu tổ chức các công đoàn trong xưởng phim của Disney.Một cuộc đình công tập thể lớn xảy ra vào giữa năm 1941, sau đó đã được giải quyết - mà không nhờ tới sự can thiệp của nhà sáng lập Walt Disney - là cơ cấu Walt Disney Productions thành một công ty công đoàn. Cuộc đình công này cùng với những hậu quả của nó đã dẫn tới sự ra đi của một số chuyên gia hoạt hình trong hãng, từ các họa sĩ cấp cao nhất như Art Babbitt và Bill Tytla cho tới các họa sĩ nổi tiếng với những tác phẩm sau này của họ ngoài Disney như Frank Tashlin, Maurice Noble, Walt Kelly, Bill Meléndez, và John Hubley. Hubley, cùng với một số nhân viên khác đã rời bỏ Disney, thành lập xưởng phim United Productions of America, đối thủ chính trong lĩnh vực hoạt hình của Disney trong thập niên 1950.Dumbo, một bộ phim sản xuất trong thời kỳ xảy ra cuộc đình công nói trên, ra mắt lần đầu vào tháng 10 năm 1941, và đã trở thành một điều kì diệu về tài chính so với các phim khác của hãng. Bộ phim đơn giản này chỉ tốn 950.000 USD để sản xuất, bằng một nửa Nàng Bạch Tuyết và bảy chú lùn, thấp hơn một phần ba chi phí cho phim Pinocchio, và chắc chắn là tốn ít kinh phí hơn bộ phim Fantasia đắt đỏ. Dumbo cuối cùng đã mang về 1.6 triệu USD trong đợt phát hành chính thức đó. Vào năm 1942, Bambi được phát hành, và giống như Pinocchio hay Fantasia, bộ phim không thành công lắm ở các phòng vé. Bambi chỉ thu về 1.64 triệu USD trong tổng số 1.7 triệu USD kinh phí sản xuất. Đó là do bộ phim được phát hành vào giữa Chiến tranh thế giới thứ hai và hãng phim không thể cho công chiếu phim tại thị trường các nước châu Âu, vốn thường đóng góp một phần lớn doanh số của họ.Việc sản xuất phim bị tạm ngừng do chiến tranh thế giới thứ hai, sau khi Bambi được phát hành. Phần vì nhiều họa sĩ hoạt hình của Disney bị gọi nhập ngũ, phần vì thị trường châu Âu bị cắt đứt do chiến tranh, phần vì hãng phải tập trung sản xuất các phim phục vụ thời chiến cho Quân đội Hoa Kỳ, nhiều trong số các sản phẩm của hãng được thực hiện cho quân đội, đặc biệt là phục vụ cho huấn luyện quân sự và công tác tuyên truyền. Từ năm 1942 đến 1943, 95 phần trăm các phim hoạt hình của hãng là dành cho quân đội. Trong một nỗ lực nhằm giữ xưởng phim tồn tại, Walt Disney thực hiện sản xuất một số "phim bộ", đó là những bộ phim hoạt hình kinh phí thấp tập trung vào các chủ đề ngắn, một số đã có từ trước đó. Các phim này là Saludos Amigos (1942), The Three Caballeros (1944), Make Mine Music (1946), Fun and Fancy Free (1947), Melody Time (1948) và The Adventures of Ichabod and Mr. Toad (1949). Hãng phim cũng sản xuất hai bộ phim dài khác là Song of the South (1946) và So Dear to My Heart (1948), vốn là sự kết hợp giữa các phân cảnh hoạt hình và người đóng. Các phim hoạt hình ngắn cũng tiếp tục được thực hiện trong thời kỳ này, với các bộ phim hoạt hình về Vịt Donald, Goofy, và Pluto là các sản phẩm chính, cùng với một số phim với nhân vật chính là Chú chuột Mickey, gồm Figaro, và trong thập niên 1950, là Chip 'n Dale và Humphrey the Bear.