En 1968, Yves Robert lui confie sa première musique de film pour Alexandre le Bienheureux, en remplacement de Michel Legrand, trop occupé2. Vladimir Cosma, depuis, a composé plus de trois cents partitions pour des films de longs métrages cinéma et séries télévisées.

On lui doit la musique de très nombreux succès du cinéma parmi lesquels : Le Grand Blond avec une chaussure noire, Diva, Les Aventures de Rabbi Jacob, La Boum, le Bal, L'As des as, La Chèvre, Les Compères, Les Fugitifs, Les Zozos, Pleure pas la bouche pleine, Dupont Lajoie, Un éléphant ça trompe énormément, Les Rois du gag, L'Animal, La Dérobade, Le père Noël est une ordure, L'Étudiante, La Gloire de mon père, Le Château de ma mère, Les Malheurs d'Alfred, Le Distrait, La moutarde me monte au nez, La Course à l'échalote, Je suis timide mais je me soigne, Le Jouet, Le coup du parapluie, L'Aile ou la Cuisse, Banzaï, Inspecteur la Bavure, Le Dîner de cons…

Il collabore notamment avec Yves Robert, Gérard Oury, Francis Veber, Claude Pinoteau, Jean-Jacques Beineix, Claude Zidi, Ettore Scola, Pascal Thomas, Pierre Richard, Yves Boisset, André Cayatte, Jean-Pierre Mocky, Édouard Molinaro et Jean-Marie Poiré.

Vladimir Cosma s'est également illustré dans d’importantes productions télévisuelles françaises et américaines : Michel Strogoff, L'Enlèvement de David Balfour (Kidnapped), L'Amour en héritage (Mistral's Daughter), Châteauvallon, Les Mystères de Paris, Les Cœurs brûlés…