escrita en colaboración con Sammy Cahn en 1945, "Diamonds Are a Girl's Best Friend", "Bye, Bye Baby", "A Little Girl from Little Rock" cantadas por Marilyn Monroe en Los caballeros las prefieren rubias, "Everything's Coming Up Roses" del musical Gypsy.
Styne formó una banda de baile propia, la cual se hizo conocida en Hollywood y fue apoyada por Frank Sinatra, y en la cual empezó a colaborar con el letrista Sammy Cahn, con el que escribió muchas canciones para el cine, entre ellas "It's Been a Long, Long Time" (número 1 durante 3 semanas con la Orquesta de Harry James en 1945), "Five Minutes More," y la ganadora de un Premio Oscar "Three Coins in the Fountain", perteneciente a la película Three Coins in the Fountain.
También colaboró en la banda sonora del film de 1955 Mi hermana Elena, escrita junto a Leo Robin.
Diez de las canciones compuestas por Styne fueron nominadas al Oscar, muchas escritas en colaboración con Cahn, entre ellas "I've Heard That Song Before" (número 1 durante 13 semanas con la Orquesta de Harry James en 1943), "I'll Walk Alone", "It's Magic" (número 2 para Doris Day en 1948) y "I Fall in Love Too Easily".
En 1947, Styne escribió su primera composición para un musical representado en el circuito de Broadway, High Button Shoes, en colaboración con Cahn.