ในช่วงปลายปี 1912 ระหว่างเดินทางไปเยี่ยมครอบครัวที่ลัดโลว์วิลล์ รัฐนิวยอร์กธีโอดอร์ได้ถ่ายทำเกมฟุตบอลระหว่างวิทยาลัยคอร์เนลล์กับ เพ นน์ให้กับ เอสซาเนย์ สตูดิโอ ในชิคาโกที่จ้างเขาเป็นผู้กำกับ ด้วยความประทับใจในความงามอันเป็นเอกลักษณ์ของพื้นที่ เขาจึงโน้มน้าวให้เอสซาเนย์อนุญาตให้เขากลับมาที่อิธากาในฤดูใบไม้ผลิปี 1913 เพื่อถ่ายทำภาพยนตร์ตลอดทั้งฤดูกาล โดยมีนักแสดงและทีมงานที่รวมถึงดาราชื่อดังอย่างฟรานซิส เอ็กซ์. บุชแมนและเบเวอร์ลี เบย์น

ในปีต่อมา ธีโอดอร์ได้ร่วมงานกับลีโอโปลด์ พี่ชายของเขา ซึ่งในขณะนั้นเป็นผู้กำกับอยู่ที่บริษัทปาเต้ทั้งสองได้ร่วมกันก่อตั้งสตูดิโอชื่อเดียวกันในเมืองอิธากา และเริ่มผลิตภาพยนตร์สั้น ภาพยนตร์ชุด และในที่สุดก็ภาพยนตร์ยาวไม่กี่เรื่อง ด้วยความสัมพันธ์ในวงการ ทำให้พี่น้องคู่นี้สามารถดึงดูดดาราชื่อดังจำนวนมาก ซึ่งหลายคนเดินทางมาถึงอิธากาด้วยรถไฟข้ามคืนจากนิวยอร์กซิตี้ ภาพยนตร์ของพวกเขาถ่ายทำในฉากที่สร้างขึ้นอย่างประณีตในสตูดิโอของพวกเขาเอง และในสถานที่ธรรมชาติรอบๆ อิธากา รวมถึงหุบเขาใน วิทยาเขตของ มหาวิทยาลัยคอร์เนลล์และพวกเขามักใช้ทั้งนักศึกษาและประชาชนในท้องถิ่นมาร่วมแสดงด้วย

Despite the early popular and critical success of their serial productions, by late 1919 the Whartons were in serious financial trouble. Forced to give up their studio (which was sublet first by Grossman Pictures and then by Cayuga Pictures), the brothers parted ways, never to work together again. Leopold left Ithaca first, joining Macklyn Arbuckle at San Antonio Motion Pictures in Texas. Over the next two years, he produced a few minor films, all of them starring Arbuckle. Theodore did not fare much better. Since the majority of the film industry had by then settled in Southern California to capitalize on year-round shooting and to escape the Edison Trust,^[3]  he headed to Santa Cruz, where Mayor Fred Swanton^[4] was promoting and encouraging film production in the city and offering various concessions to filmmakers. Theodore hoped to establish a new studio there that would rival the former Wharton Studios in Ithaca. After several years, though, he left Santa Cruz without producing a single film. Eventually, he moved to Hollywood, where he assumed minor roles as a screenwriter and assistant director.

Leopold died in New York City in 1927. Theodore died a few years later, in 1931, in Los Angeles. The serial films for which the Whartons were renowned in the 1910s had largely fallen out of favor with the moviegoing public; and much of the evidence of the brothers' prolific cinematic career was lost in 1929, when hundreds of their nitrate-based film reels spontaneously combusted in the storage shed at the home of their lawyer.^[5] Today, the Wharton Brothers—among the first independent filmmakers to own and operate their own studio—are recognized as pioneers in the early film industry. In 1994, their first and best-known serial The Exploits of Elaine was named to the National Film Registry at the Library of Congress for its cultural and historic significance.