Ale Hollywood także dzwonił. W 1952 roku równolegle do swojej kariery sceniczej otrzymał pierwszą z siedmiu nominacji do Oscara za najlepszą rolę drugoplanową za rolę w filmie My Cousin Rachel, po czym rok później znalazł się na liście nominowanych do najlepszego aktora za film The Robe. Kiedy w 1961 roku został zaproszony do wystąpienia w filmie Kleopatra, już mieszkał jako uchodźca podatkowy w Szwajcarii i na zawsze opuścił scenę londyńską.
Wszystko zmieniło się, gdy poznał Elizabeth Taylor na planie epickiego klapa, który prawie zbankrutował wytwórnię filmową 20th Century Fox. Burton wciąż był w swoim pierwszym małżeństwie, podczas gdy Taylor była przy czwartym mężu, piosenkarzu Eddiem Fisherem. Ich burzliwy romans podczas kręcenia filmu w Rzymie był międzynarodowym skandalem tak wielkim, że gazeta Watykanu L’Osservatore Romano miała potępić Taylora za jej „erotyczną wędrowniczość”, opisując ją jako „chciwą wamp, która niszczy rodziny i pożera mężów”. Gdy w 1974 roku pytano Burtona krytyka filmowego BBC Barry’ego Normana, czy zgadza się, że jego kariera była podzielona na okresy przed i po Kleopatrze, aktor zasugerował: „Myślę, że moje życie zostało zmienione dzięki kobiecie o imieniu Elizabeth Taylor.”
Ślub w 1964 roku sprawił, że stali się międzynarodowym źródłem fascynacji dzięki swojemu okazałemu światu ostentacyjnych biżuterii, prywatnych samolotów i jachtów. Niektórzy zastanawiali się, czy ten styl supergwiazd był oznaką zmarnowanego talentu Burtona. Burton przyznał krytykowi Kennethowi Tynanowi w 1967 roku, że jego wcześniejszy okres po zamianie sceny londyńskiej na Hollywood był „nie najbardziej interesującym okresem mojego życia, z punktu widzenia artystycznego”. Jednak złe lub obojętne recenzje nigdy go nie martwiły: „Uważam zdecydowanie, że jeśli ludzie płacą, aby mnie zobaczyć w teatrze lub w filmach, to ich odpowiedzialność, a nie moja. Gdyby przestali mnie oglądać, gdybym miał spadek w kasowym bilansie czy coś podobnego, byłbym w pełni zadowolony, przestałbym pracować. Robię to, bo dość lubię być sławny.”
Mimo wszystko Burton odrzucił jakąkolwiek ideę, że aktorstwo filmowe jest w jakiś sposób mniejszą sztuką. Zamiast potrzeby projekcji głosu do szczytów w teatrze, nauczyła go tego Taylor – w końcu gwiazda filmowa od 12. roku życia – jak filmowe aktorstwo wymaga „oszczędności, oszczędności głosu, ruchu, gestu, agonii”. Dodaje: „Kiedy twoja twarz, jak mi wyjaśnia, będzie miała 38 stóp… musisz bardzo uważać, jak ogromnie rejestrujesz jakiekolwiek emocje śmiechu, idiotyzmu, zachwytu, tragedii, cokolwiek. Jest, oczywiście, najlepszą aktorką filmową na świecie.
