W październiku 1924, po kilku zawodowych niepowodzeniach, 16-letnia Peters podpisała kontrakt z wytwórnią Fox Film Corporation. Według Larry’ego Swindella uroda nastolatki przekonała szefa studia Winfielda Sheehana do podpisania z nią kontraktu, opiewającego o zarobki rzędu 75 dolarów tygodniowo. Zdecydowała się na porzucenie edukacji, by móc rozwijać karierę aktorską. Fox Film Corporation chętnie używał jej nowego imienia Carol, ale w przeciwieństwie do Vitagraph nie był zadowolony z nazwiska. Postanowiła zmienić je na Lombard, które pochodziło od przyjaciela rodziny.
Większość jej występów dla Fox Film Corporation stanowiły role epizodyczne, głównie w westernach oraz w produkcjach przygodowych. W późniejszych latach wyrażała niezadowolenie z początkowych ról, przyznając, że „wszystko co musiałam zrobić, to po prostu mizdrzyć się pięknie do bohatera i krzyczeć z przerażenia, gdy walczył z czarnym charakterem”. Przyjemność czerpała z innych aspektów pracy nad filmem, w tym z sesji zdjęciowych, przymierzania kostiumów i spotkań towarzyskich z aktorami na planie studia. Przyjęła styl chłopczycy i stała się regularnym gościem w nocnym klubie Coconut Grove, gdzie wygrała kilka konkursów tańca towarzyskiego charleston.