Skryf 'n voortsetting vir hierdie paragraaf - Teen 1937 het Moorehead by Orson Welles se Mercury Players aangesluit, as een van sy belangrikste kunstenaars saam met Joseph Cotten. (In 'n verskyning op "The Dick Cavett Show" op 19 Februarie 1973, het sy onthul dat sy in 1922 per toeval Welles (15 jaar jonger as sy) ontmoet het toe hy net sewe jaar oud was by die Waldorf-Astoria-hotel in New York City.) Sy het opgetree in sy "The Mercury Theatre on the Air" radio-aanpassings, en het 'n gereelde rol teenoor Welles in die reeks "The Shadow" as Margo Lane gehad. In 1939 het Welles die Mercury Theatre na Hollywood verskuif, waar hy vir RKO Pictures begin werk het. Verskeie van sy radio-kunstenaars het by hom aangesluit, en Moorehead het haar rolprentdebuut gemaak as die moeder van sy eie karakter, Charles Foster Kane, in "Citizen Kane" (1941), wat deur die meeste filmkritici beskou word as een van die beste films wat ooit gemaak is. Moorehead het in Welles se tweede film, "The Magnificent Ambersons" (1942), verskyn en die New York Film Critics Award en 'n Oscar-benoeming ontvang
vir haar optrede. Sy het ook in "Journey Into Fear" (1943), 'n Mercury-filmproduksie, verskyn.