Dolby Stereo es un formato que reemplazó al formato mono, que era el estándar de la época. Tomó como base el reparto de canales en las películas rodadas en CinemaScope (es decir, cuatro canales –izquierdo, central, derecha y surround-). La novedad consistía en que para conseguir esos cuatro canales ya no era necesaria su inclusión en bandas magnéticas, mucho más caras de producir, sino que ahora podía hacerse en ópticas,cuya durabilidad es mayor; además, eran más fáciles de implementar y eran compatible con la mayoría de los sistemas de reproducción mono. Por ello, mediante el Dolby Stereo se facilito el acceso a más producciones audiovisuales al sonido esteofónico.

En el espacio de la película de 35 mm para la banda óptica caben dos pistas de sonido independientes. (En la imagen, las bandas blancas sobre fondo negro). En ese lugar se graba la banda sonora en dos pistas, pero codificada para cuatro canales (la mezcla de las 4 pistas se codifica mediante una matriz para convertirlas en 2 pistas, izquierda y derecha, de las que derivan la central y surround), y estos dos canales se imprimen en los bordes de la cinta. En el cine, un procesador de sonido conectado al proyector decodifica las cuatro pistas y las envía a los altavoces correspondientes de cada canal.

En comparación a las pistas magnéticas, apenas era apreciable la mejora en la fidelidad del sonido y la amplitud y localización de los efectos era inferior, pero este sistema era mucho más económico a la hora de hacer copias ya que costaba lo mismo que hacerlas únicamente en mono. Además, cuando el sistema de reproducción carece de monitorización de sonido ambiente (surround), la banda sonora se reproduce correctamente como mezcla mono o estéreo.

Este formato utilizaba un sistema de reducción de ruido conocido como Dolby A, de esta forma se aminoraban los problemas asociados a las bandas sonoras ópticas.

En 1982, Dolby licenció la versión doméstica del sonido producido por Dolby Stereo: el Dolby Surround, un sistema de decodificación de las grabaciones realizadas en Dolby Stereo. De esta manera, se abrió paso al mercado este nuevo formato de sonido, aunque debido a su precio, solo llegó a algunos consumidores hasta la adición de circuitos integrados, siendo renombrado como Dolby Pro Logic.

Las primeras películas en usar el Dolby Stereo fueron Lisztomania en 1975 (aunque sin canal surround), La Fuga de Logan en 1976 y la que lo impulsó definitivamente: La guerra de las Galaxias en 1977. Hacia 1985 casi todas las películas eran ya Dolby Stereo.