キャンベルが編集者としてジャンル全体に大きな影響を及ぼしたことから、1938年から1946年までの期間を一般にSFの「黄金時代」と呼ぶ。編集長となってから2年も経たないうちに後にSF界の大物となるような数々の作家の作品を掲載するようになった。例えば既存のL・ロン・ハバード、クリフォード・D・シマック、ジャック・ウィリアムスン、L・スプレイグ・ディ・キャンプ、ヘンリー・カットナー、C・L・ムーアといった作家はアスタウンディングか姉妹誌のアンノウンの常連となった。また、アスタウンディングでデビューした新人作家としては、レスター・デル・リー、シオドア・スタージョン、アイザック・アシモフ、A・E・ヴァン・ヴォークト、ロバート・A・ハインラインがいる。キャンベルは作家にアクションと興奮をもたらすことを要求したが、同時にSFというジャンルの早くからの目の肥えた読者にもアピールするストーリーを要求した。彼はまた、未来の雑誌にSFでない物語として掲載されているような作品を要求した。未来の雑誌であるから、その読者は普段の生活について細かな説明をされる必要がない。すなわちキャンベルはストーリーの中にテクノロジーを自然に導入する方法を探すよう作家に要求したのである。1938年4月号には、デル・リーのデビュー作 "The Faithful" とディ・キャンプの2作目 "Hyperpilosity" が掲載されている。その次の号から連載を開始したジャック・ウィリアムスンの『航時軍団』について、作家で編集者のリン・カーターは「おそらく単独の冒険ものとしてはSF史上最高」と評している。6月号には、ディ・キャンプはノンフィクションの記事 "Language for Time Travelers" とハバードの初SF作品 "The Dangerous Dimension" が掲載されている。ハバードはそれ以前にパルプ・マガジンに大衆小説を書いていた。同号にはシマックの "Rule 18" も掲載されている。シマックは1931年にSF作家となったが、1年後にSFから手を引いていた。それを再びSF界に呼び戻したのはキャンベルである。次の号にはキャンベルの代表作「影が行く」とカットナーの "The Disinherited" を掲載。カットナーはその数年前から他誌で活動していたが、アスタウンディングではこれが最初の作品である。10月号ではディ・キャンプが Johnny Black という知性のある熊を主人公にしたシリーズの掲載を開始し、人気となった。その後SFの市場は劇的に拡大し、いくつかの新雑誌が創刊した。例えば、1939年1月創刊のスタートリング・ストーリーズ、同年3月創刊のアンノウン（アスタウンディングのファンタジー系姉妹誌で、キャンベルが編集長を兼任）、同年5月創刊のファンタスティック・アドベンチャーズ、同年12月創刊のプラネット・ストーリーズなどがある。ワンダー・ストーリーズとアメージング・ストーリーズを中心とする競合他誌は、スペースオペラなどSFの黎明期からある使い古されたストーリーが中心だった。キャンベルはSFをもっと円熟した文学にしようとしたため、SF作家は自然に2つのグループに分かれるようになった。キャンベルの要求するような作品を書けない作家たちは他誌に寄稿し続け、キャンベルの方向性に適応した作家たちは主にアスタウンディング誌を中心に活動するようになった。市場が拡大したことはキャンベルにとっても有益だった。作家たちはボツになることを覚悟でキャンベルに原稿を送り、だめだったら他誌に寄稿することができた。1939年にはキャンベルに原稿を送ってみた新人作家が何人かデビューしている。7月号の巻頭を飾ったのはヴァン・ヴォークトの「黒い破壊者」である。同号にはアシモフの「時の流れ」も掲載されており、これはキャンベルに売れた最初の作品だが、商業誌掲載作品としては2つ目である。アシモフは間もなくアスタウンディングの常連作家となった。翌8月号にはハインラインの「生命線」、9月号にはスタージョンの "Ether Breather" が掲載され、どちらもデビュー作である。後の大御所となる4人の作家がたった3カ月間に現れたことから、1939年7月号をSF黄金時代の始まりとする見方もある。スペースオペラの人気作家だったE・E・スミスは10月号から『グレー・レンズマン』の連載を開始した。これは約2年前にアスタウンディング誌に連載された『銀河パトロール隊』の続編である。ハインラインもすぐにアスタウンディングの常連作家となり、次の2年間で『もしこのまま続けば』、Sixth Column、『メトセラの子ら』という長編3作品と十数の短編が掲載された。1940年9月号からヴァン・ヴォークト初の長編『スラン』が連載された。これは、スーパーマンの話をスーパーマンの視点で描くことはできないだろうとキャンベルがヴァン・ヴォークトに問いかけたことが発端となって生まれた作品である。『スラン』はキャンベルが手がけた中でも最も人気となった作品の1つで、キャンベルが作家にアイデアを与え、自分が欲する作品を書かせる手法の典型例である。1941年7月号に掲載されたヴァン・ヴォークトの "The Seesaw" は《武器店》シリーズの最初の1篇であり、評論家ジョン・クルートはヴァン・ヴォークトの最も注目すべき作品だとしている。アイザック・アシモフのロボットものは1941年から形になっており、「われ思う、ゆえに…」と 「うそつき」がそれぞれ4月号と5月号に掲載された。これらの作品の着想の一部も『スラン』のようにキャンベルとの会話から生まれた。1941年9月号に掲載されたアシモフの「夜来たる」はアメリカで最も有名なSF短編と言われている。同年11月号からはスミスのレンズマンシリーズの3作目となる『第二段階レンズマン』の連載が始まっている。翌1942年には、5月号に「百科辞典編纂者」、6月号に「市長」が掲載され、アシモフのファウンデーションシリーズが始まった。ヘンリー・カットナーとC・L・ムーアはルイス・パジェット名義でアスタウンディング誌によく寄稿するようになった。さらに新人作家として、ハル・クレメント、レイモンド・F・ジョーンズ、ジョージ・O・スミスらも常連となっていった。1942年9月号に掲載されたデル・リーの「神経線維」は原子力発電所での事故の余波を扱った作品で、"Analytical Laboratory" での読者投票で満票で1位となった数少ない作品の1つである。1942年以降、ハインライン、アシモフ、ハバードといった常連作家が軍に参加したため、作品の掲載頻度が低くなった。残った中で中心となったのはヴァン・ヴォークト、シマック、カットナー、ムーア、ライバーといった作家で、彼らはハインラインやアシモフほど科学技術指向が強くなかった。そのため1945年に連載されたヴァン・ヴォークトの『非Aの世界』のように、心理学的指向の強い作品が増えていった。カットナーとムーアは、酔っ払っているときだけ発明するという発明家ギャロウェイ・ギャラハーを主人公とするユーモラスなシリーズを寄稿したが、同時にシリアスな小説も寄稿している。キャンベルは彼らにアンノウン誌でのファンタジーと同じような自由さでSFを書くよう依頼し、その結果書かれたのが1943年2月号に掲載された「ボロゴーヴはミムジィ」であり、今では古典的名作の1つとされている。1943年に連載されたライバーの『闇よ、つどえ!』は、科学技術が秘密にされ、一般大衆がそれらを魔法と認識している世界を描いた作品である。カットナーやムーアと同様、ライバーもアンノウン誌にも寄稿していた。