I 1918 sluttet Warren seg til US Navy, hvor han begynte å skrive sanger. Han var leder for American Society of Composers, Authors and Publishers (ASCAP) fra 1929 til 1933. Warren var den første store amerikanske låtskriveren som primært skrev musikk til filmer. Han komponerte over 300 sanger til mer enn 50 filmer. Warren jobbet for Warner Bros. fra 1932 til 1940, for 20th Century Fox fra 1940 til 1945, for Metro-Goldwyn-Mayer fra 1945 til 1952 og for Paramount Pictures i 1950-årene.