Впервые слава улыбнулась Дэвиду в 1969 году — с выходом его сингла «Space Oddity» («Странный случай в космосе»), написанного годом ранее, но записанного и выпущенного одновременно с первой высадкой астронавтов на Луну. В балладе, каламбурно обыгрывающей название культового фантастического фильма Стэнли Кубрика «Космическая одиссея 2001 года» ({{lang-en|2001: A Space Odyssey}}, 1968; {{lang-en2|odyssey}} — странствие, {{lang-en2|oddity}} — странность) и повествующей об истории майора Тома — астронавта, «потерявшегося в космосе», — усматривали, как и в фильме Кубрика, аллегорию наркотического трипа{{sfn|Buckley|2000|p=74}}. Сингл попал в пятёрку лучших хитов Великобритании. Боуи добавлял последние штрихи в песню, живя с Мэри Финнигэн как её квартирант. Тогда же Финнигэн, Боуи, Кристина Остром и Барри Джексон возглавили арт-проект «Фолк-клуб», устраивавший воскресные представления в пабе «Три бочки» на Бэкенхем-хай-стрит на юге Лондона. Начинание быстро приобрело популярность: в августе 1969 года проект, к этому времени сменивший название на Beckenham Arts Lab («Лаборатория искусств Бэкенхем»), организовал в местном парке бесплатный музыкальный фестиваль (позднее увековеченный Боуи в его песне «Memory of a Free Festival»). В 1969—1970 годах «Space Oddity» использовалась в репортажах Би-би-си о высадке на Луну экипажа Аполлона-11 и полёте Аполлона-13, а также в телевизионной рекламе {{не переведено 3|Стилофон|стилофона|en|Stylophone}}, в которой Боуи играл на этом инструменте.

{{Врезка|Выравнивание = right|Ширина = 240px|Заголовок = Дэвид Боуи о человеческой морали

|Содержание = Очень сложно быть разрушителем морали в мире, где морали не осталось.|Подпись = Интервью журналу Esquire}}

Одноимённый лонгплей увидел свет в ноябре 1969 года и первоначально был озаглавлен David Bowie, что вызвало некоторое замешательство, поскольку первый альбом Боуи уже продавался под этим названием в Великобритании. В США пластинка первоначально была выпущена под названием Man of Words, Man of Music — дабы устранить эту путаницу. В 1972 году альбом был переиздан лейблом RCA Records как Space Oddity; это название сохранилось до сих пор.

Образ Зигги Стардаста

В 1970 году Боуи выпустил свой третий альбом — The Man Who Sold the World; акустическое звучание предыдущих альбомов сменив на тяжёлый рок, при поддержке Мика Ронсона, который был его главным партнёром до 1973 года. Большая часть альбома напоминает британский хэви-метал того периода, но альбом имел некоторые необычные музыкальные ходы, такие, как использование в заглавной песне латиноамериканских звуков и ритмов. Негодование критиков вызывала обложка музыкального диска, на которой Боуи изображён переодетым в женское платье; этот ранний пример использования андрогинности, равно как и утяжелённость звучания, впоследствии дала повод некоторым музыкальным критикам счесть именно эту работу Боуи «началом эры глэм-рока». В США альбом был первоначально выпущен с рисованной обложкой, на которой самого Боуи не было.

Следующий альбом певца — Hunky Dory, вышедший в 1971 году, отсылал к периоду «неземного» Боуи времён «Space Oddity» разве что в забавной композиции «Kooks», адресованной сыну Зоуи, родившемуся 30 мая того же года. В остальном пластинка исследовала более серьёзные темы, в таких песнях, как «Oh! You Pretty Things» (первоначально песня была выпущена как сингл в исполнении {{не переведено 3|Нун, Питер|Питера Нуна|en|Peter Noone}} из группы Herman's Hermits, в которой Боуи играл на фортепиано, песня достигла двенадцатого места в хит-параде Великобритании), полуавтобиографической «Bewlay Brothers» и «Quicksand», написанной под влиянием буддизма. В текстах молодой автор песен/композитор также отдал дань уважения своим кумирам в песнях «Song for Bob Dylan», «Andy Warhol» и «Queen Bitch», которую Боуи несколько загадочно отмечает на обложке диска, указывая как стилизацию под The Velvet Underground. Как и сингл «Changes», альбом Hunky Dory не имел шумного успеха, но он заложил основы для перехода, совершённого за восемнадцать месяцев в 1972—1973 годах, который в ближайшее время приведёт Боуи в первые ряды звёзд и принесёт ему четыре альбома и восемь синглов, попавших в лучшую десятку хит-парадов Великобритании.