W 2004 roku David Maisel został zatrudniony na stanowisku dyrektora operacyjnego Marvel Studions, miał on plan, aby wytwórnia samofinasowała produkcję filmów. W 2005 roku studio zawarło umowę z Paramount Pictures. Arad zrezygnował ze stanowiska prezesa, które w marcu 2007 roku objął Maisel, a stanowisko prezesa produkcyjnego objął Kevin Feige. W tym samym czasie rozpoczęto produkcję filmu Iron Man (2008).
W styczniu 2008 roku powstało Marvel Animation podlegające pod Marvel Studios. We wrześniu 2008 roku, po międzynarodowym sukcesie filmu Iron Man, Paramount Pictures nabyła prawa do dystrybucji kolejnych filmów: Iron Man 2, Thor, Kapitan Ameryka: Pierwsze starcie i Avengers.
31 grudnia 2009 roku The Walt Disney Company zakupiło Marvel Entertainment za 4 miliardy dolarów. W czerwcu 2010, Marvel Entertainment, uruchomiło oddział Marvel Television z Jephem Loebem na czele, które podlegało pod Marvel Studios. W październiku 2010 roku Walt Disney Studios odkupiło prawa do dystrybucji filmów Avengers i Iron Man 3 od Paramount Pictures.
W kwietniu 2013 roku Marvel Studios przeniosła swoją siedzibę produkcyjną z Manhattan Beach do Burbank.