Proces produkcji Króla lwa zbiegł się w czasie z pracami nad Pocahontas (1995). Większość animatorów Walt Disney Feature Animation zdecydowała się dołączyć do drugiego z wymienionych przedsięwzięć, uważając je za bardziej prestiżowe i mające większe szanse na odniesienie sukcesu. Wiele osób odpowiedzialnych za kreację świata przedstawionego nie pokładało przesadnej wiary w powodzenie projektu. Chapman stwierdziła, że opierała się i nie chciała zaangażować się w prace nad filmem ze względu na „niespecjalnie dobry scenariusz”, a Burny Mattinson – inny autor materiałów do scenariusza – miał powiedzieć swojemu znajomemu, późniejszemu prezesowi Pixara Joemu Ranftowi, że „nie wie, kto w ogóle chciałby toto obejrzeć”. Większość animatorów nadzorujących przebieg produkcji Króla lwa albo po raz pierwszy pełniła taką funkcję, albo nie była zainteresowana animowaniem postaci zwierzęcych. Za nadanie osobowości głównym bohaterom filmu, a jemu samemu odpowiedniego tonu, odpowiadało trzynastu animatorów kluczowych z Kalifornii i Florydy, w tym m.in. Mark Henn odpowiedzialny za młodego Simbę, Ruben A. Aquino (dorosły Simba), Andreas Deja (Skaza), Aaron Blaise (młoda Nala), Anthony DeRosa (dorosła Nala) i Tony Fucile (Mufasa). Blisko dwadzieścia minut filmu, w tym sekwencję do piosenki „Strasznie już być tym królem chcę”, zanimowano w Disney-MGM Studios. Nad Królem lwem pracowało łącznie ponad sześciuset artystów – rysowników, animatorów czy techników. Na kilka tygodni przed premierą filmu wskutek trzęsienia ziemi w Northridge zamknięto studio w Kalifornii, a zatrudnieni w nim animatorzy kończyli pracę zdalnie.
Podobnie jak w przypadku Bambiego, animatorzy postaci za wzorzec wzięli sposób poruszania prawdziwych zwierząt. W studiu kilkukrotnie gościł Jim Fowler, uznany amerykański zoolog, doradzający twórcom odnośnie do zachowań lwów i innych stworzeń zamieszkujących sawannę, żeby ci mogli jak najbardziej realistycznie oddać ich ruchy. Animatorzy obserwowali także zwierzęta z zoo w Miami. Lwią Ziemię zaprojektowano na wzór odwiedzonego przez twórców kenijskiego parku narodowego. Chcąc odróżnić Króla lwa od typowych produkcji przedstawiających faunę i florę Afryki twórcy zastosowali różne ogniskowe i odległości kamery, w tym m.in. imitację teleobiektywów do pokazywania dzikich zwierząt z dystansu. Żeby całość prezentowała się odpowiednio doniośle inspirowano się badaniami koncepcyjnymi artysty Hansa Bachera oraz malarzy Charlesa Mariona Russella, Frederica Sackridera Remingtona i Maxfielda Parrisha. Dzięki tym inspiracjom w Królu lwie zastosowano chociażby efekty flary, mające poniekąd zrealizować optującego za realizmem Scribnera. Dyrektor artystyczny Andy Gaskill chciał, żeby film charakteryzował się rozmachem i skalą porównywalną chociażby z Lawrence’em z Arabii (1962). Jak wyjaśnił, „widzowie mieli poczuć ogrom sawanny oraz kurz i wiatr kołyszące trawą”, zauważając jednocześnie, że „niezwykle trudne jest uchwycenie tak subtelnych rzeczy jak wschód słońca albo krople deszczu marszczące taflę sadzawki”. W tym względzie inspirowano się m.in. twórczością Johna Forda. Ponieważ postacie w Królu lwie nie są antropomorficzne, animatorzy musieli nauczyć się rysować czworonożne zwierzęta przejawiające ludzkie cechy, co skutkowało koniecznością stworzenia dłuższych ujęć, bez których niemożliwa byłaby odpowiednia ekspozycja postaci.
Chociaż większość filmu narysowano ręcznie, w niektórych scenach wykorzystano animację komputerową, w dużej mierze wciąż stanowiącą wówczas nowinkę technologiczną. Przykładowo: na potrzeby sceny z galopującymi gnu stworzono raptem kilka trójwymiarowych modeli tych zwierząt, następnie powielono je do kilkuset sztuk, na które nałożono efekt imitujący odręczną animację i zastosowano technikę, dzięki której poruszały się w sposób losowy, naśladując nieprzewidywalne zachowanie stada. Zrealizowanie dwuipółminutowej sceny galopujących gnu zajęło ponad dwa lata zespołowi, w skład którego wchodziło pięciu doświadczonych animatorów i techników. Do zasymulowania efektów jazdy, oświetlenia czy efektów cząsteczkowych wykorzystano technikę Computer Animation Production System (CAPS).