Ronniego Jamesa Dio :Ronnie James Dio dołączył do Black Sabbath w 1979 roku, zastępując Ozzy’ego Osbourne’a. Potężny i wszechstronny głos Dio nadał muzyce zespołu inny wymiar, a jego współpraca z Sabbath zaowocowała kilkoma klasycznymi albumami, w tym „Heaven and Hell” i „Mob Rules”. Dio opuścił zespół w 1982 roku, ale powrócił na krótko w latach 90. i ponownie na ostatnią trasę koncertową Black Sabbath w latach 2011–2012.
Iana Gillana :Ian Gillan na krótko zastąpił Ronniego Jamesa Dio na stanowisku głównego wokalisty Black Sabbath w 1983 roku. Gillan, znany ze współpracy z Deep Purple, wniósł swój unikalny styl wokalny na album zespołu „Born Again”. Jednak jego staż w Black Sabbath był krótkotrwały i opuścił zespół w tym samym roku.
Tony Martin :Tony Martin dołączył do Black Sabbath w 1987 roku, zastępując Iana Gillana. Potężny i melodyjny wokal Martina pomógł zespołowi wydać kilka solidnych albumów, w tym „Headless Cross” i „Tyr”. Pozostał w Black Sabbath aż do ich początkowego rozwiązania w 1995 roku.
Glenna Hughesa :Glenn Hughes, znany ze współpracy z Deep Purple i Trapeze, na początku lat 80. przez krótki czas współpracował z Black Sabbath, zapewniając chórki na albumie „Never Say Die!”
Ponadto w niektórych utworach Black Sabbath wystąpili także gościnnie wokaliści, na przykład Geezer Butler w „Fairies Wear Boots” i Bill Ward w „It's Alright”.