Viết phần tiếp theo cho đoạn này - Đến năm 1937, Moorehead đã gia nhập Mercury Players của Orson Welles, là một trong những nghệ sĩ chính của ông cùng với Joseph Cotten. (Trong một lần xuất hiện trên "The Dick Cavett Show" vào ngày 19 tháng 2 năm 1973, cô tiết lộ rằng, vào năm 1922, cô tình cờ gặp Welles (15 tuổi trẻ hơn) khi anh chỉ mới bảy tuổi tại khách sạn Waldorf-Astoria ở thành phố New York.) Cô đã biểu diễn trong các bản chuyển thể trên đài phát thanh của "The Mercury Theatre on the Air" của ông, và có một vai diễn thường xuyên đối diện với Welles trong loạt phim "The Shadow" với tư cách là Margo Lane. Năm 1939, Welles chuyển Nhà hát Mercury đến Hollywood, nơi ông bắt đầu làm việc cho RKO Pictures. Một số diễn viên phát thanh của ông đã tham gia cùng ông, và Moorehead đã ra mắt bộ phim với tư cách là mẹ của nhân vật của mình, Charles Foster Kane, trong "Citizen Kane" (1941), được hầu hết các nhà phê bình phim coi là một trong những bộ phim hay nhất từng được thực hiện. Moorehead đã xuất hiện trong bộ phim thứ hai của Welles, "The Magnificent Ambersons" (1942), và nhận được giải thưởng New York Film Critics Award và đề cử giải Oscar
cho màn trình diễn của cô ấy. Cô cũng xuất hiện trong "Journey Into Fear" (1943), một bộ phim của Mercury.