Libretista y letrista
También en 1919, Hammerstein escribió su propia obra, llamada La Luz, que su tío produjo. A pesar del relativo fracaso de la obra, Hammerstein siguió adelante con su escritura. En 1920, colaboró con Rodgers y Hart en la escritura de un programa universitario llamado Fly with Me. Poco después, Hammerstein abandonó la escuela de posgrado en Columbia para concentrar sus esfuerzos en el teatro musical.
Hammerstein tuvo éxito por primera vez como libretista con Wildflower, una colaboración con Otto Harbach producida en 1923. Logró un éxito aún mayor con Rose Marie de 1924, que creó en colaboración con Harbach, Herbert Stothart y Rudolf Friml. Mientras escribía Rose Marie, Hammerstein conoció a Jerome Kern. En 1925, el dúo se unió para escribir Show Boat. El exitoso musical puso a Hammerstein en el mapa como escritor y letrista.
Hammerstein se divorció de su primera esposa, Myra, en 1929 y se casó con Dorothy Blanchard Jacobson. Tuvieron un hijo, llamado James, y Dorothy tuvo una hija, Susan, y un hijo, Henry, de un matrimonio anterior.
Hammerstein continuó colaborando con Kern en varios musicales, incluyendo Sweet Adeline (1929), Music in the Air (1932), Three Sisters (1934), y Very Warm for May (1939). En 1943, escribió la letra y el libro de Carmen Jones, una versión actualizada de Carmen de George Bizet ambientada durante la Segunda Guerra Mundial y con un elenco afroamericano. El musical fue adaptado a una película de 1954, protagonizada por Harry Belafonte y Dorothy Dandridge.
Para su próxima colaboración teatral, Hammerstein se asoció exclusivamente con Rodgers y su primer musical de Broadway together, Oklahoma! (1943), fue un gran éxito. Oklahoma! ganó el Premio Pulitzer en 1944.
En 1950, Rodgers y Hammerstein ganaron un segundo Pulitzer en la categoría de drama con el musical South Pacific. El dúo produjo una serie de éxitos musicales durante la Edad de Oro de Broadway, incluyendo Carousel (1945), The King and I (1951) y The Sound of Music (1959), que fue la última colaboración de Rodgers y Hammerstein.