סארנוף לא הסתפק בתחומי התקשורת מנקודה לנקודה אלא ביקש להתרחב לתחומי השידור ובפרט שידורי רדיו לצורכי בידור. ב-1923 החל הממשל הפדרלי לחקור עבירה על חוקי ההגבלים העסקיים על ידי התאגיד המשותף, שאמנם היה לו מונופול בתחומי התקשורת מנקודה לנקודה אך לא בתחומי השידור. סארנוף הציע לפצל את זרוע השידור הציבורי מהתאגיד וכך נוצרה חברת NBC, רשת השידור הלאומית.
ב-1929 שיתף סארנוף פעולה עם ג'וזף קנדי, הבעלים של אולפן הקולנוע Film Booking Offices of America (FBO) ונציגי (Kith Albee Orpheum (KAO בהקמת חברת ההפקהRKO. הוא תרם לחברה את הפטנט על טכנולוגיית RCA Photophone להקלטה, שידור והקרנה מסונכרנים של פסקול ותמונה. למנהל החברה מונה ידידו, דייוויד או. סלזניק.
ב-1930 מונה סארנוף לנשיא RCA ו-NBC על ידי אואן יאנג שפנה לקריירה פוליטית. הממשל החל שוב בחקירת העבירות על חוקי ההגבלים העסקיים, אך סארנוף הצליח לשכנע ששבירת המונופול תגרום להתמוטטות שידורי הרדיו, בפרט בתקופת השפל הגדול. הוא טען שתחרות תיצור ריבוי של תקני שידור ושדווקא חברות קטנות לא יוכלו להתמודד עם האתגר. הממשל השתכנע ו-RCA הפכה לאימפריה עצמאית ששלטה הן בשוק השידור והן בשוק ייצור מכשירי הרדיו וריכזה בידיה את רוב הפטנטים בתחום. אולם חברות ווסטינגהאוז וג'נרל אלקטריק הוכרחו להתפצל מ-RCA ולהפוך לחברות עצמאיות מתחרות. עם זאת, RCA שלטה ללא עוררין בשוק ייצור ופיתוח שפופרות הריק, הרכיב המרכזי במכשירים האלקטרוניים של התקופה.
ב-1930 גייס סארנוף את ולדימיר זבוריקין מווסטינגהאוז על מנת להוביל את פיתוח תחום הטלוויזיה של RCA. לזבוריקין היו מספר פיתוחים בנושא כבר מ-1923 (המכשיר שלו נקרא "איקונוגרף"). עם זאת, המהנדס פילו פרנסוורת', שהציג פתרון לטלוויזיה אלקטרונית ב-1928, קיבל מסארנוף ב-1931 הצעה למכור את הפטנט שלו ל-RCA תמורת 100,000 דולר, ולהפוך לעובד RCA. הוא סירב ומאוחר יותר הצטרף לחברת פילקו[1]. סארנוף הגיש תובענה למשרד האמריקאי לרישום פטנטים בטענה שיש לזקוף את הפטנט לטלוויזיה לזכותו של זבוריקין מ-RCA, שקדם לפרנסוורת' בפיתוח (אף שלא ביצע הדגמה מוצלחת שלו לפני שפרנסוורת' עשה כן). הדיונים נמשכו עד 1934 ובסופם זכה פרנסוורת' להכרה בפטנט שלו, ערעורים הפכו את ההחלטה על פיה עוד מספר פעמים עד שנקבעה החלטה סופית שחייבה את סארנוף לשלם לפרנסוורת' תמלוגים על המצאתו[2].
בתערוכה העולמית של ניו יורק (1939) הציגה RCA לראשונה לציבור טלוויזיה אלקטרונית (מקלט ושידור), בו שודרה תבנית הבדיקה "ראש אינדיאני", כמו כן שידרה NBC את טקס הפתיחה של התערוכה ל-200 מקלטי RCA באזור ניו יורק. במלחמת העולם השנייה הוסב תחום הטלוויזיה לפיתוח מכ"ם, אולם מיד עם תום המלחמה החלה RCA למכור מכשירי טלוויזיה לשוק הביתי.
ב-1943 נפתחו נגד RCA שוב חקירות של הממונה על ההגבלים העסקיים וועדת התקשורת הפדרלית (Federal Communications Commission - FCC) שהכריחו את RCA לפצל את NBC לשתי רשתות "כחולה" ו"אדומה" שיתחרו זו בזו. הרשת הכחולה הפכה ל-ABC, בעוד NBC האדומה נשארה לפעול תחת המותג NBC.
ב-1945 הציגה CBSטלוויזיה צבעונית לאישור ה-FCC. שיטת השידור של CBS לא נקלטה במכשירי RCA ולו הייתה מתקבלת, הייתה מחייבת את הצרכנים להיפטר ממכשירי הטלוויזיה של RCA שברשותם ולרכוש אחרים. סארנוף פעל בשתי חזיתות, מחד הוא ניסה לבלום החלטה לטובת CBS ב-FCC ומאידך האיץ במהנדסיו לפתח שיטת טלוויזיה צבעונית אלקטרונית עדיפה. למרות שב-1950 (לאחר שסארנוף הצליח לעכב את ההחלטה מספיק) אישרה ה-FCC את הטלוויזיה של CBS, בידי RCA היה כבר פתרון מתחרה עדיף (שהיה הבסיס לתקן NTSC). באותה עת הפך הסמל של RCA לצבוע בצבעי הקשת.
ציוד הצילום וההקלטה של RCA בתחום הטלוויזיה בצבע הפך גם הוא לסטנדרט ואף רשתות שידור מתחרות ל-NBC השתמשו בציוד של RCA (כגון מצלמות TK-42).
בשנת 1975 החלו שיגורי לווייני תקשורת מסדרה Satcom שנבנו על ידי חטיבה של RCA ונוהלו על ידי יחידה אחרת של RCA. תחום זה נמכר בהמשך לגנרל אלקטריק.
ב-1970, בן 79 פרש סארנוף ממשרת נשיא ויו"ר RCA, שהיה לאחד התאגידים הגדולים בעולם. בנו, רוברט, החליף אותו במשרת היו"ר. רוברט סארנוף הוביל את RCA לתחומים נוספים מלבד תחומי האלקטרוניקה המסורתיים שלה. כך רכשה RCA שליטה בחברות כגון חברת השכרת הרכבהרץ, חברת בנקט למזון קפוא, הוצאת הספריםרנדום האוס, חברת גיבסון לכרטיסי ברכה ועוד.
למרות המשך הצטיינות במחקר ופיתוח בתחומי האלקטרוניקה, שהובילו את RCA גם לתחום לווייני התקשורת, כניסתה לתחומי הצריכה הובילה לכשלונות כלכליים. גם רשתות השידור של הרדיו והטלוויזיה של NBC התדרדרו. ניסיונה לייצר וידאודיסק בראשית שנות השמונים ולהכניסו כתקן נכשל כישלון חרוץ, בשל העדיפות שהציגה באותה עת שיטת VHS. כיוון ההשקעה הכושל עלה ל-RCA מאות מיליוני דולרים.
ב-1984 פינתה RCA את מתקנה הגדול והוותיק ביותר, חטיבת השידור, מהעיר קמדן (ניו ג'רזי). 23 מתוך 25 מפעלי הייצור של RCA שכנו במתקן קמדן והיוו את אחד המעסיקים הגדולים של העיר (יחד עם מרקי קמפבל). המעבר נתפס כסמלי להתפוררותה של האימפריה של RCA והוביל גם נוסטלגיה שבמסגרתו נוצרה חברת התקליטים קמדן-RCA כהוצאה נוסטלגית של תקליטי RCA-ויקטור והקלטות רדיו של NBC.
* Becker, Ron. "Hear - and -See Radio: In the World of Tomorrow: RCA and the Presentation of Television at the World's Fair, 1939-40." Historical Journal of Film, Radio and Television 21:4 (2001): 361-378