Ronnie James Dio :Ronnie James Dio se připojil k Black Sabbath v roce 1979 a nahradil Ozzyho Osbourna. Diův silný a všestranný hlas vnesl do zvuku kapely jiný rozměr a jeho působení v Sabbath vyprodukovalo několik klasických alb, včetně „Heaven and Hell“ a „Mob Rules“. Dio kapelu opustil v roce 1982, ale nakrátko se vrátil v 90. letech a znovu na poslední reunion turné Black Sabbath v letech 2011-2012.
Ian Gillan :Ian Gillan v roce 1983 krátce nahradil Ronnieho Jamese Dia ve funkci hlavního zpěváka Black Sabbath. Gillan, známý svou prací s Deep Purple, přinesl svůj jedinečný vokální styl do alba "Born Again". Nicméně jeho působení v Black Sabbath bylo krátkodobé a ve stejném roce kapelu opustil.
Tony Martin :Tony Martin se připojil k Black Sabbath v roce 1987 a nahradil Iana Gillana. Martinovy silné a melodické vokály pomohly kapele vydat několik solidních alb, včetně „Headless Cross“ a „Tyr“. Zůstal s Black Sabbath až do jejich počátečního rozpuštění v roce 1995.
Glenn Hughes :Glenn Hughes, známý pro svou práci s Deep Purple a Trapeze, krátce spolupracoval s Black Sabbath na začátku 80. let a poskytl doprovodné vokály na albu "Never Say Die!"
Kromě toho Black Sabbath také vystupovali s dalšími hostujícími zpěváky v některých svých skladbách, jako je Geezer Butler v "Fairies Wear Boots" a Bill Ward v "It's Alright."