Ronnie James Dio :Ronnie James Dio rejoint Black Sabbath en 1979, en remplacement d'Ozzy Osbourne. La voix puissante et polyvalente de Dio a apporté une dimension différente au son du groupe, et son mandat avec Sabbath a produit plusieurs albums classiques, dont « Heaven and Hell » et « Mob Rules ». Dio a quitté le groupe en 1982 mais est revenu brièvement dans les années 1990 et à nouveau pour la dernière tournée de retrouvailles de Black Sabbath en 2011-2012.
Ian Gillan :Ian Gillan a brièvement remplacé Ronnie James Dio en tant que chanteur principal de Black Sabbath en 1983. Gillan, connu pour son travail avec Deep Purple, a apporté son style vocal unique à l'album du groupe « Born Again ». Cependant, son mandat avec Black Sabbath fut de courte durée et il quitta le groupe la même année.
Tony Martin :Tony Martin rejoint Black Sabbath en 1987, en remplacement de Ian Gillan. La voix puissante et mélodique de Martin a aidé le groupe à sortir plusieurs albums solides, dont « Headless Cross » et « Tyr ». Il est resté chez Black Sabbath jusqu'à leur dissolution initiale en 1995.
Glenn Hughes :Glenn Hughes, connu pour son travail avec Deep Purple et Trapeze, a brièvement collaboré avec Black Sabbath au début des années 1980, assurant les chœurs sur l'album "Never Say Die!"
De plus, Black Sabbath a également présenté d'autres chanteurs invités sur certains de leurs morceaux, tels que Geezer Butler sur "Fairies Wear Boots" et Bill Ward sur "It's Alright".