10 июня 1936 года была создана крупнейшая в СССР студия мультипликационных фильмов, тогда она называлась «Союздетмультфильм», а в августе 1937 года ее переименовали в «Союзмультфильм».
Первый мультик, вышедший на киностудии, назывался «В Африке жарко» (1936), он был черно-белым. Через год появились и цветные мультфильмы. В 1947 году был выпущен первый полнометражный рисованный фильм «Конек-Горбунок».
В 1953 году было организовано Объединение кукольных фильмов. Первым его успехом стал мультик «Карандаш и Клякса – веселые охотники».
В 1960-1970-х годах выходит созвездие фильмов-сериалов с постоянными персонажами: «Маугли», «Малыш и Карлсон», «Умка», «Ну, погоди», «Бременские музыканты», «Винни Пух», «Крокодил Гена», «Котенок Гав», «Простоквашино» и другие.
К середине 1980-х годов производство советской анимации резко сократилось. В декабре 1989 года «Союзмультфильм» был преобразован в арендное предприятие, а позднее на его базе создано акционерное общество открытого типа «Союзмультфильм».
В июне 1999 года по распоряжению Правительства РФ студия была восстановлена в своем первоначальном статусе и зарегистрирована как ФГУП «Киностудия «Союзмультфильм»». На студии был организован художественный совет, в который вошли крупнейшие деятели российской анимации.
За время существования студии создано более полутора тысяч мультфильмов в самых разных жанрах и художественных техниках, многие из которых вошли в «золотой фонд» мировой анимационной классики и получили более четырёхсот международных фестивальных призов и наград.
