سر نجاح عمرو دياب هو متابعته لكل جديد فى عالم الغناء وحرصه على الاستفادة من كل موهبة موسيقية مهما كان عمرها أو مكانها، مما جعله يحرص على التعاون مع عدد كبير من المطربين العالميين وقدم معهم ديوهات غنائية، وبدأ دويتوهاته مع المطرب الفرنسى الجزائرى الأصل الشاب خالد بأغنية "قلبي"، كما تعاون مع المطربة اليونانية "Angela Dimitriou" فى أغنية "أنا بحبك أكتر". ولم يقف مفهوم العالمية لدى دياب عند نقطة تقديم أغانى ديو مع مطربين أجانب بل تعداه إلى عمل إعادة توزيع لمجموعة من اغانيه مع بعض الموسيقيين العالميين منهم ستيوارت كريشتون مؤسس موسيقى البروجريسف هاوس، وفريق Rhythm Masters المكون من روبيرت بروس وشيت كاتى وستيف ماك، وفريق "فانك فورس" المكون من ليون وماتهو روبيرتس، وبيت بيتشل وسايمون جاردنر وأندى جرين وود وكيفان جالاجر والبريطانى جون بيشوب، وفرانك فون ديم بوتلينبيرج وجورج إيفرس بألمانيا. وبجانب انطلاقاته العالمية نجد أن دياب لم يكن يتردد فى التعاون مع ملحنين مصريين هواة يخوضون التجربة لأول مرة منهم الملحن عمرو مصطفى الذى قدم أول ألحانه الغنائية للنجم عمرو دياب من خلال صديق مشترك، فوصلت أول ألحان مصطفى لدياب، والذى أعجب به ولم يتردد لحظة فى التعاون مع ملحن مبتدئ مازال فى أول الطريق فكانت أغنية "خليك فاكرنى" والتى فتحت الطريق أمام عمرو مصطفى، واستمر تعاونه مع دياب لسنوات طويلة بعد ذلك. كما اكتشف دياب أيضا الملحن محمد رحيم وكانت أول أغنية من تلحينه هى "وغلاوتك" فى ألبوم "عودونى"، ولم يقتصر تعاونه مع الشباب فى التلحين فقط، بل فى الكلمات أيضا، حيث اكتشف دياب الشاعر عبد المنعم طه وكانت أول أغنية من تأليفه هى "عودونى" و"كل الكلام" من ألبوم "عودونى"، كما قدم له فى ألبوم "وياه" أغنيتى "إلا حبيبى" و"وحياتى خليكى". كما شارك دياب فى صناعة نجومية نفسه بألحانه التى قدمها لنفسه والتى تخطت ال100 أغنية منذ بداية مشواره الفنى من أشهرها "هلا هلا"، "نعشق القمر"، و"متخافيش"، "زى الزمان"، و"نندم"، و"أجمل ما فيكي"، "رصيف نمرة 5"، "أيس كريم فى جليم"، "بس انت تغنى واحنا معاك"، "ضحكة عيون حبيبي"، "يا عمرنا"، "العالم الله"، "علم قلبى الغرام"، "أه من الفراق"، "ياريت سنك"، "أصلها بتفرق"، "تجربة وعدت"، "الحلم ده حلمنا"، "مصر قالت"، كما لحن فى ألبومه الأخير "الليلة" 5 أغنيات كاملة وهم "جرالى ايه"، و"عندى سؤال"، و"وأهى ذكريات"، و"مفيش منك"، و"لفيتها بلاد". وكان اكبر دليل على نجاحه وذكائه الفنى استعانة عدد من الأفلام والأعمال الدرامية العالمية ببعض أغانى دياب المصرية منها أغنية "نور العين" وتم الاستعانة بها فى الجزء الرابع من حلقات المسلسل التلفزيونى الأمريكى " Malcolm in the Middle، وأيضا أغنيتى "العالم الله, ونور العين" تم الاستعانة بهما ضمن حلقات المسلسل التلفزيونى البرازيلى "أو كلون". كما تم الاستعانة بأغنية "نفس المكان" فى الفيلم العالمى Double whammy 2001، وأيضا أغنية "حبيبى ولا على باله" و"عودونى" فى فيلم فرنسى وآخر أسبانى.
