Na początek XX w. przypadał okres intensywnego rozwoju firmy. W 1901 roku wykupiono kolejne tereny w Vincennes oraz w Joinville-le-Pont, z przeznaczeniem pod studia filmowe i fabryki. Rozpoczęto masową produkcję fonografów, kinematografów, taśmy filmowej i rozmaitych akcesoriów do urządzeń kinematograficznych. W latach 1902–1904 powstały przedstawicielstwa firmy Pathé na całym świecie, m.in. Londynie (British Pathé), Berlinie, Nowym Jorku, Sankt Petersburgu, Warszawie.
Okres światowej ekspansji Od 1901 roku działalność firmy Pathé skupiona była coraz bardziej wokół produkowania filmów. Od 1903 roku rozpoczynały się one planszą z kogutem galijskim, który stał się logiem firmy. Produkcja szybko rosła: w roku 1901 wyprodukowano 70 filmów, w 1902 – 350, a w 1903 już 500. Dochody były wysokie – wystarczyło sprzedać 15 kopii danego filmu, aby zwróciły się pieniądze zainwestowane w jego realizację, a filmy Pathé sprzedawały się w średnim nakładzie aż 350 kopii. Do najbardziej znanych produkcji Pathé tego okresu należą filmy zrealizowane przez Ferdinanda Zeccę, m.in. utrzymany w estetyce realizmu cykl melodramatów Sceny dramatyczne i realistyczne: Historia pewnej zbrodni (1901) i Ofiary alkoholizmu (1902).