Waters wypełnił jednak tę lukę, i odtąd to głównie on miał decydować o kierunku artystycznych poszukiwań Pink Floyd. To właśnie ten skład, z Gilmourem i Watersem, miał doprowadzić zespół do największej świetności, w latach 70. owocując albumami, które do dziś cieszą się największym uznaniem krytyki i publiczności.
W 1970 Waters współpracował z brytyjskim kompozytorem Ronem Geesinem (który współkomponował również tytułową suitę na płycie Atom Heart Mother) przy ścieżce dźwiękowej do filmu The Body. Składała się głównie z utworów instrumentalnych, przeplatanych piosenkami autorstwa Watersa. Natomiast w zespole stał się głównym autorem tekstów, wywierając coraz większy wpływ na jego działalność: to właśnie jego pomysły stawały się bodźcem i motywem przewodnim dla tworzonych przez Pink Floyd albumów koncepcyjnych (The Dark Side of the Moon, Wish You Were Here), na użytek których napisał wszystkie teksty i część muzyki. Później Waters stał się też głównym kompozytorem grupy, w większości samodzielnie tworząc muzykę na płyty Animals i The Wall (choć nadal współpracując z Gilmourem przy liniach melodycznych, czego efektem są utwory m.in.