Em 1981, o baterista Lars Ulrich resolveu criar uma banda e publicou um anúncio em um jornal de Los Angeles convocando músicos interessados em participar do grupo. O primeiro a responder foi James Hetfield, que assumiria a guitarra base e os vocais da banda. Em outra publicação, os músicos buscavam então um guitarrista e um baixista. Para a primeira vaga, quem respondeu ao anúncio foi Dave Mustaine, aquele mesmo que fundou o Megadeth poucos anos mais tarde. Embora fosse um exímio músico e tivesse chamado a atenção de Hetfield e Ulrich logo de cara, sua história no Metallica foi atrapalhada por seu problema com o alcoolismo. Com menos de dois anos no grupo, Mustaine foi expulso da banda. Quem também teve breve passagem pelo Metallica foi o baixista Ron McGovney, que integrou a banda antes da entrada de Cliff Burton. Esta formação gravou apenas algumas demos até a entrada de Kirk Hammett na guitarra.
Em 29 de julho 1983 sairia o primeiro álbum: Kill ‘Em All. Com esse disco, o Metallica conquistou algum espaço no cenário musical. Embora sua versão inicial tenha tido uma prensagem modesta (1.500 cópias), hoje o álbum, que foi gravado em apenas duas semanas, é considerado um clássico e já vendeu mais 3 milhões de cópias só nos Estados Unidos. No álbum, as faixas The Four Horsemen, Jump in the Fire, Phanton Lord e Metal Militia ainda aparecem com Dave Mustaine nos créditos.
Nos anos seguintes o Metallica lançou álbuns como Ride the Lightning (1984) e Master of Puppets (1986), de onde saíram músicas como Fade to Black e For Whom the Bell Tolls, colocando a banda no caminho certo para o topo das paradas e para se tornar referência no metal. Com a turnê de Master of Puppets, o grupo abriu os shows de Ozzy Osbourne nos Estados Unidos e chamou atenção com seus shows explosivos.