A Metallica-t 1981-ben alapította a dobos Lars Ulrich és az énekes-gitáros James Hetfield Los Angelesben, miután újsághirdetések útján találkoztak^[3]. Ron McGovneyt, Hetfield lakótársát rábeszélték a basszusgitáros szerepre, később Ron Quintana ötlete alapján (ő egy magazint szeretett volna igy elnevezni) felvették a Metallica nevet. Eleinte sorra váltogatták a gitárosokat, az 1982 elején rögzített „Hit the Lights”-on például Lloyd Grant volt a gitáros, de ő nem lett igazi tag. Mivel szükség volt egy állandó gitárosra, újsághirdetést adtak fel, amire Dave Mustaine, a Panic zenekar gitárosa jelentkezett. Néhány hónappal később kiadtak egy teljesértékű demót, No Life Till Leather címmel, amire felfigyelt a szakma. Ekkor csatlakozott hozzájuk a basszusgitáros Cliff Burton, aki nem akart Los Angeles-be költözni, így a banda áttette székhelyét San Franciscóba.

1983-ban New York-ba utaztak Jon Zazula hívására, ahol a Megaforce-szal, Zazula lemezkiadójával írtak alá szerződést. Érkezésük után pár héttel kirúgták Mustaine-t alkoholizmusa és problematikus magatartása miatt, Kirk Hammett, az Exodus gitárosa lépett a helyére. Mustaine sem hagyta abba a zenélést, megalapította a Megadeth-t.

1983 végén jelent meg első albumuk, a Kill 'Em All, amely mintául szolgált későbbi lemezeikhez is, építve Hetfield erőteljes énekére és Hammett dallamos gitárszólóira. Az albumot amerikai és európai koncertkörút követte. Egy évvel később már Flemming Rassmussen producerrel közös munkájuk gyümölcse volt a Ride the Lightning, ami bebizonyította, hogy a Metallica nem csak egynyári zenekar. Ezen az albumon hosszabb számok kaptak helyet, sokkal kifinomultabb volt zeneileg, mint a Kill 'Em All. Egyik kiemelkedő számuk a „Fade to Black,” egy lassú, bensőséges dal, amiben az öngyilkosságról elmélkednek. A dal előzménye, hogy a zenekar előtt sorra megoldhatatlannak tűnő akadályok tornyosultak, például ellopták a Kill 'Em All felvételéhez használt felszerelésüket is. A „Fade to Black” hagyományt indított el, ilyen stílusú daluk lett később a „Welcome Home (Sanitarium)” és a „One”, amihez első videóklipjüket forgatták. Ezek a lassú, befelé forduló dalok különböztették meg a Metallica-t a többi thrash metal zenekartól (Anthrax, Slayer, Megadeth).