Como director y productor

La gran aventura de Pee-Wee

Aunque al trabajo de Burton todavía le faltaba cierta difusión, comenzó a atraer la atención de algunos sectores en la industria cinematográfica. En 1985, el actor y productor Griffin Dune, le invitó a dirigir su comedia denominada After Hours. Sin embargo, esto no fue posible debido a que el anterior responsable de dicha producción fílmica, Martin Scorsese, había decidido reconsiderar la idea de filmarla, anulando la posible intervención de Burton o cualquier otro cineasta en ésta.

Ese mismo año, el actor Paul Rubens le ofreció dirigir la versión cinematográfica de su popular personaje americano, Pee-wee Herman —el cual obtuvo popularidad, principalmente, a través de sus espectáculos para el canal HBO—. De esta forma, Burton dirigió su primer largometraje dentro de su inicial carrera como cineasta independiente, La gran aventura de Pee-Wee, creada con un presupuesto estimado de $7 millones de dólares y acreedora por un total en taquilla de $40 millones. Para la producción, Burton le pidió al guitarrista y vocalista de música ecléctica, Danny Elfman, que adaptara la musicalización para la misma.

Beetlejuice

Después de dirigir episodios para las revitalizadas series de televisión Alfred Hitchcock Presenta y Teatro Fantástico, Burton dirigió su siguiente largometraje en 1988, centrándose en una comedia de humor negro acerca de un repulsivo y excéntrico fantasma llamado Beetlejuice. La adaptación fue protagonizada por Michael Keaton, Winona Ryder, Alec Baldwin y Geena Davis.Beetlejuice obtuvo ganancias estimadas en alrededor de $80 millones de dólares, así como un premio Óscar en la categoría relativa al maquillaje de los personajes. 

Batman

En 1989, Burton recibió la propuesta de dirigir su próximo largometraje acerca del héroe ficticio, Batman —en esta ocasión, con un colosal presupuesto para su realización—. Sin embargo, filmarla no fue una experiencia totalmente satisfactoria para el cineasta, quien se vio en múltiples discusiones y altercados con los productores de la película, Jon Peters y Peter Guber —aun cuando la debacle más notoria involucró al reparto seleccionado por Burton, quien ofrecía el protagonismo a Michael Keaton. Keaton ya había trabajado con él en su anterior filme, y de alguna manera, fue considerada como una contradictoria elección por los roles del actor en comedias y, no en películas de acción como esta última—. El furor sobre este aspecto provocó gran animosidad entre los fanáticos de la historieta en que se basaba la producción, al extremo de que, el valor comercial de las acciones de Warner Bros disminuyó. Burton había considerado ridículo elegir a alguien "musculoso" para el rol de Batman, insistiendo en que el personaje debería ser un "hombre ordinario y adinerado que hacía uso de una identidad secreta, a través de un complejo disfraz de murciélago, para asustar a los criminales". Además, escogió a Jack Nicholson como El Joker —con la cuestión de atraer audiencias desinteresadas en las películas desuperhéroes—. Cuando la película finalmente se estrenó —siendo respaldada ampliamente por una amplia campaña publicitaria previa a su estreno—, se convirtió en el éxito de taquilla más grande de ese entonces, recaudando más de $400 millones de dólares a nivel mundial, con lo que probó ser una gran influencia para futuras películas de superhéroes centrados en personajes más enigmáticos y con mayor profundidad emocional. Adicionalmente, el estilo gótico proyectado por el propio Burton para Gotham City, terminó siendo adoptado para las siguientes tiras cómicas del personaje ficticio.