Ronnie James Dio :Ronnie James Dio sa pripojil k Black Sabbath v roku 1979, keď nahradil Ozzyho Osbourna. Diov silný a všestranný hlas priniesol do zvuku kapely iný rozmer a jeho pôsobenie v Sabbath vyprodukovalo niekoľko klasických albumov, vrátane „Heaven and Hell“ a „Mob Rules“. Dio opustil kapelu v roku 1982, ale nakrátko sa vrátil v 90. rokoch a opäť na posledné reunion turné Black Sabbath v rokoch 2011-2012.
Ian Gillan :Ian Gillan nakrátko nahradil Ronnieho Jamesa Dia na poste hlavného speváka Black Sabbath v roku 1983. Gillan, známy svojou prácou s Deep Purple, priniesol svoj jedinečný vokálny štýl do albumu skupiny „Born Again“. Jeho pôsobenie v Black Sabbath však malo krátke trvanie a v tom istom roku kapelu opustil.
Tony Martin :Tony Martin sa pripojil k Black Sabbath v roku 1987 a nahradil Iana Gillana. Martinove silné a melodické vokály pomohli kapele vydať niekoľko solídnych albumov, vrátane „Headless Cross“ a „Tyr“. Zostal v Black Sabbath až do ich počiatočného rozpustenia v roku 1995.
Glenn Hughes :Glenn Hughes, známy svojou prácou s Deep Purple a Trapeze, krátko spolupracoval s Black Sabbath začiatkom 80. rokov a poskytol sprievodné vokály na albume "Never Say Die!"
Okrem toho sa v Black Sabbath na niektorých skladbách objavili aj ďalší hosťujúci vokalisti, ako napríklad Geezer Butler na skladbe „Fairies Wear Boots“ a Bill Ward na skladbe „It's Alright“.