Omröstningen i St Louis förort är den första sedan Michael Browns död i augusti förra året ledde till protester.
En federal utredning visade att rasfördomar inom Ferguson-polisen var utbredda.
Två tredjedelar av Fergusons invånare är svarta och nu halva rådet.
Strax efter det att resultaten kom fram kom en video som visade en obeväpnad svart man som sköts ihjäl av en polis i South Carolina.
Polisen, Michael Slager, skulle åtalas för mord efter videon visade att han sköt mot Walter Lamer Scott som flydde.
Valdeltagandet i Ferguson ökade från 12 % vid det senaste valet 2013, till 29 %.
Wesley Bell, som besegrade en annan svart kandidat på Fergusons tredje avdelning, sade: " Denna gemenskap kom ut i rekordtal för att se till att våra röster hördes.
"När du har ett samhälle engagerat, himlen är gränsen."
En kampanj från aktivister för att registrera nya väljare och uppmuntra tidigare disenfranchised invånare att rösta verkade ha lönat sig.
"Folk i allmänhet vill se förändring," Ferguson borgmästare James Knowles berättade för Reuters nyhetsbyrå.
Ella Jones besegrade en annan svart kandidat och två vita kandidater på Fergusons första avdelning för att bli den första svarta kvinnan i rådet.
Svarta invånare i Ferguson protesterade i flera dagar i augusti efter att Mr Brown sköts ihjäl av polisen i St Louis Darren Wilson.
Protesterna spreds över hela landet i november när det tillkännagavs att Wilson, som sedan dess har lämnat polisen, inte skulle åtalas.
Den amerikanska polisen har utsatts för hård kritik från rättighetsgrupper efter Browns död, med en rad uppmärksammade dödsfall av obeväpnade svarta män i polisförvar.
Väljare i Ferguson, Missouri, där förra året en obeväpnad svart tonåring sköts ihjäl av polisen, har tredubblat antalet afroamerikaner i sex medlemsrådet från en till tre.