Il officie alors comme réalisateur, producteur, co-scénariste, monteur, directeur de la photographie, maquettiste et superviseur des effets spéciaux. Cette expérience lui permet de se faire remarquer en 1980 par Roger Corman qui l'engage dans sa compagnie New World Picture.
James Cameron travaille alors principalement sur les effets spéciaux avant d'être nommé directeur artistique sur Les Mercenaires de l'espace puis directeur de la photographie et réalisateur de deuxième équipe sur Galaxy of terror. Il travaille également aux effets spéciaux de New York 1997 de John Carpenter.
Remarqué, il est nommé réalisateur de Piranha 2 : Les Tueurs volants, une coproduction italo-américaine. Mais ses relations avec le producteur Ovidio G. Assonitis se dégradent, tant et si bien que celui-ci lui retire le contrôle artistique du film. James Cameron tente bien de pénétrer par effraction, la nuit, dans la salle de montage mais ses modifications sont systématiquement écartées par le producteur. Bien qu'étant co-crédité comme réalisateur, il reniera le film (souvent absent de ses filmographies officielles). Comme la plupart de ses œuvres suivantes, il existe deux versions du film, celle du producteur, la plus répandue, et le très rare remontage du réalisateur, exploité autrefois aux USA en vidéo et disque laser.

Premiers succès[modifier]

Cette mauvaise expérience ne freine en rien ses ambitions. En 1984, sur les cendres de son premier film, Cameron entame l'écriture du scénario de Terminator. Tourné pour 6 millions de dollars, Terminator en rapportera 80. Le film est produit par Gale Anne Hurd, qui devient ensuite sa femme. Mais bien avant cet immense succès, Hollywood l'avait remarqué, et les sollicitations se multiplient. Avant de tourner Terminator, il écrit la première mouture de Rambo II : La Mission, réécrit ensuite par Sylvester Stallone.
Pour la société de production Brandywine, il écrit Aliens le retour, avant de se voir proposer l'opportunité de le réaliser