De eerste keer dat O'Dell met de band samenwerkte was voor de muzikale comedy A Hard Day's Night (1964). De film werd genomineerd voor twee Academy Awards. Later werkte de producent met de band aan de film Magical Mystery Tour (1967).
Volgens Variety is O'Dell op z'n minst deels verantwoordelijk voor John Lennons betrokkenheid bij How I Won the War (1967), een zwarte komedie die zich afspeelt tijdens de Tweede Wereldoorlog. In de film is Lennon te zien in de enige niet-muzikale rol die hij ooit heeft vertolkt. Tijdens de productie van de film schreef de Beatle het grootste deel van het nummer Strawberry Fields Forever.
O'Dell raakte goed bevriend met de bandleden en in het Beatles-nummer You Know My Name (Look Up the Number) zit een verwijzing naar de producent. Halverwege het lied introduceert Lennon Paul McCartney als 'Denis O'Bell' (in plaats van O'Dell). Hierop ontving O'Dell talloze telefoontjes van Beatles-fans.
Voordat O'Dell met The Beatles ging samenwerken had hij al zes films geproduceerd, waaronder It's a Wonderful World (1958), Tread Softly Stranger (1958) en The Playboy of the Western World (1962).