Le premier film tourné à Argenteuil est un reportage sur les régates organisées pour les jeux olympiques de Paris en 1924. Produit par les frères Pathé, il suit également le marathon Colombes-Pontoise et l'essentiel des autres compétitions.
Il faut attendre les années 1950 et le déclin des studios pour qu'on y réalise les premières fictions, dans des lieux abandonnés ou en attente de réhabilitation. Henri-Georges Clouzot investit les anciens abattoirs pour Les Espions (1957), Jean-Pierre Mocky chevauche une moto dans le paysage lunaire des anciennes carrières (Georges Franju, La Tête contre les murs, 1959) et Georges Lautner installe ses Tontons flingueurs dans une vieille usine de plâtre (1963). La même année, le Kriss Romani de Jean Schmidt dénonce les bidonvilles qui entourent Paris et réalise un film sidérant sur un camp de nomade.
Le Train, superproduction internationale de John Frankenheimer, transite par la gare de triage (1964). Jean Gabin endosse le tablier du Jardinier d'Argenteuil (Jean-Paul Le Chanois, 1966) pour cultiver tranquillement son potager tout en fabriquant de la fausse monnaie dans un wagon désaffecté, au moment de la construction de la ZUP du Val d'Argent. Archétype du Français moyen, l'acteur incarne la mutation de "la ville des asperges". Désormais, les cinéastes vont se focaliser sur les petits loubards des cités plutôt que sur les anciens caïds parisiens en quête d'une planque. Jean Marboeuf et Gérard Vergez participent à cette représentation en installant leurs voyous sur le pont entre Argenteuil et Gennevilliers pour le premier (Bel ordure, 1973), sur les bords de Seine pour une excursion tragique en moto pour le second (La Virée superbe, 1974).
Bien d'autres films renforcent ce lien entre la ville et la fiction policière : D'amour et d'eau fraîche, dans le centre ville (Jean-Pierre Blanc, 1976) ; Le Diable au cœur (Bernard Queysanne, 1976), entre les ponts de Bezons et d'Argenteuil ; Le Bar du téléphone (Claude Barrois, 1980) ; Salut la puce (Richard Balducci, 1983), rue de la Corse ; Association de malfaiteurs (Claude Zidi, 1987), dans la cité Jolliot-Curie ; Les Ripoux 3 (Claude Zidi, 2003), à la gare et au café « Le Terminus ».
Les séries télévisées se conforment aux stéréotypes, avec Le Proc (Didier Albert, 2004), dont l'épisode pilote a été tourné à la mairie à l'automne 2003, et Diane femme flic (2004), en partie réalisé sur la RD311. En 2010, sous la même route, Pascal Bourdiaux a filmé en pleine nuit une scène du Mac avec José Garcia, Alain Tasma se posant au Val d'Argenteuil pour l'adaptation télévisée de Fracture, un roman de Thierry Jonquet.
Argenteuil a néanmoins un patrimoine qui lui permet de sortir du film de genre. En 1973, Marcel Camus a reconstitué sur la Seine le décollage historique, en 1913, de "La Cage à Poules", l'hydroglisseur de Louis Blériot et Gabriel Voisin (Les Faucheurs de marguerites, 1973). Dans La Passerelle, Mathilda May et Pierre Arditi dînent au Moulin d'Orgemont, à côté du manège classé monument historique (Jean-Claude Sussfeld, 1988). Raoul Ruiz, l'ancien doyen des cinéastes, a trouvé dans le centre ville l'atmosphère helvétique imaginaire de Ce jour là (2003).
