α ηχογραφήσει ένα τραγούδι το οποίο θα έμπαινε στο επερχόμενο CD της εταιρείας, το Metal Massacre. Ο Σλάγκελ αποδέχτηκε, και ο Ούλριχ έβαλε τον Χέρφιλντ στην θέση του τραγουδιστή και ρυθμικού κιθαρίστα.
Το συγκρότημα επίσημα δημιουργήθηκε τον Οκτώβριο του 1981, 6 μήνες μετά από αυτή την πρώτη συνάντηση.

Ο Ούλριχ ήταν αυτός που έδωσε το όνομα Metallica στο συγκρότημα του. Αργότερα έβαλε άλλη μια αγγελία, πάλι στην εφημερίδα "The Recycler", για μια θέση lead κιθαρίστα.
Ο σολίστας Ντέιβ Μαστέιν απάντησε και όταν ο Χέτφιλντ και ο Ούλριχ είδαν τις ακριβές συσκευές του, τον έβαλαν αμέσως στο συγκρότημα. Στις αρχές του 1982 κυκλοφόρησαν το πρώτου τους τραγούδι, με το όνομα Hit the Lights για την συλλογή της Metal Blade Records, Metal Massacre Ι, ενώ έπαιξαν το κομμάτι και στην πρώτη τους ζωντανή παράσταση, στις 14 Μαρτίου 1982, στο Radio City στο Αναχέιμ της Καλλιφόρνια. Την εποχή αυτή το συγκρότημα αποτελούνταν από τον Χέτφιλντ, τον Ούλριχ, τον Μαστέιν και τον Ρον ΜακΓκόβνεϊ (Ron McGovney) που είχε αναλάβει ρόλο μπασίστα.

Το χειμώνα του '82, ο Χέτφιλντ και ο Ούλριχ πήγαν σε ένα νυχτερινό κέντρο όπου έπαιζαν διάφορα συγκροτήματα, και εκεί γνώρισαν τον μπασίστα Κλιφ Μπάρτον, στον οποίο πρόσφεραν την αντίστοιχη θέση στους Metallica.
Η πρώτη ζωντανή εμφάνιση των Metallica με τον Μπάρτον ήταν στο κλαμπ The Stone, τον Μάρτιο του 1983, και η πρώτη ηχογράφηση με τον Βurton ήταν στο demo τους, Megaforce. Αργότερα, τα μέλη του συγκροτήματος αποφάσισαν να διώξουν τον Μαστέιν λόγω χρήσης ναρκωτικών και αλκοόλ. Τότε, ο lead κιθαρίστας των Exodus, Κιρκ Χάμμετ, ανέλαβε τη θέση του Μαστέιν στους Metallica. Μετά την έξοδό του από τους Metallica, ο Μαστέιν δημιούργησε το συγκρότημα Megadeth. Σε διάφορες συνεντεύξεις του τα επόμενα χρόνια είχε εκφραστεί με αποδοκιμασία για τα μέλη των Metallica, και κυρίως του αντικαταστάτη του, Χάμμετ.
Οι Metallica ταξίδεψαν στο Ρότσεστερ της Νέας Υόρκης για να ηχογραφήσουν το πρώτο τους άλμπουμ, το Metal up your Ass, με καθήκοντα παραγωγού στον Πολ Κούρσιο (Paul Curcio). Εξαιτίας μιας διαφωνίας μεταξύ της δισκογραφικής εταιρείας και του συγκροτήματος, το άλμπουμ μετονομάστηκε σε Kill'em All. Το Kill'em All εκδόθηκε από την Megaforce Records στις ΗΠΑ το 1983 και ήταν το πρώτο speed metal των Metallica.
Μπήκε στην 120 θέση των Billboard Charts, και αν και δεν ήταν μεγάλη επιτυχία, έχτισε τα θεμέλια για την άνοδο των Metallica. Το συγκρότημα για να γιορτάσει την έκδοση του έκανε μια περιοδεία με τους Raven με όνομα Kill'em All for One tour. Τον Φεβρουάριο του 1984 το συγκρότημα υποστήριξε τους Venom στο Seven Dates of Hell tour όπου έπαιξαν μπροστά σε 7.000 κόσμο. Τα σίνγκλς του ήταν τα: Whiplash, Seek and Destroy και Jump in the Fire.

Το άλμπουμ τους Ride the Lightning εκδόθηκε το 1984. στα Sweet Silence Studios στην Κοπεγχάγη της Δανίας, και έφτασε στην 100 θέση στα Billboard Charts. Ένα γαλλικό τυπογραφείο εκτύπωσε κατά λάθος τα εξώφυλλα του άλμπουμ με πράσινο χρώμα, κάτι που τώρα υπάρχει μέσα σε πολλές συλλογές θαυμαστών τους. Το άλμπουμ είχε 4 σινγκλς: For Whom the Bell Tolls, Fade to black, Creeping Death και το instrumental The Call of Ktulu. Ο Μαστέιν πήρε την πνευματική ιδιοκτησία των Ride the Lightning και The Call of Ktulu.

O πρόεδρος της Elektra Records A&R, Μάικλ Άλαγκο (Michael Alago) και ο συν-ιδρυτής της Q-Prime Management Cliff πήγαν σε μια συναυλία των Metallica τον Σεπτέμβριο του 1984.
Αφού εντυπωσιάστηκαν από αυτό που είδαν, έγραψαν τους Metallica στην Elektra Records και τους έκαναν πελάτες της Q-Prime Management. Η μεγάλη επιτυχία οδήγησε τους Metallica στην δημιουργία του Creeping Death EP το οποίο πούλησε 40.000 αντίγραφα στις ΗΠΑ. Οι Metallica έκαναν την πρώτη τους μεγάλη περιοδεία στην Ευρώπη με τους Tank σε μέγιστο αριθμό ατόμων, 1.300. Γυρνώντας στις ΗΠΑ έκαναν μια περιοδεία με τους W.A.S.P και του Armored Saint για υποστήριξη. Οι Metallica έπαιξαν στην μεγαλύτερη συναυλία τους στο φεστιβάλ Mosters of Rock στις 17 Αυγούστου 1985, με τους Bon Jovi και τους Ratt στο πάρκο Ντόνιγκτον στην Αγγλία, μπροστά σε 70.000 κόσμο. Σε μια συναυλία στο Όκλαντ της Καλιφόρνιας, στο φεστιβάλ Day on the Green οι Metallica έπαιξαν μπροστά σε 60.000 κόσμο.

Το Master of Puppets ηχογραφήθηκε στα Sweet Silence studios, εκδόθηκε τον Μάρτιο του 1986 και έφτασε στην 29 θέση των Billboard Charts μένοντας εκεί για 72 εβδομάδες. Το άλμπουμ ήταν το πρώτο του συγκροτήματος που έγινε χρυσό στις 4 Νοεμβρίου 1986 και έξι φορές πλατινένιο το 2003. Ο Steve Huey του Allmusic θεώρησε το άλμπουμ το καλύτερο εγχείρημα τους. Μετά την έκδοση του άλμπουμ οι Metallica έκαναν μια περιοδεία με τον Όζι Όσμπορν στις ΗΠΑ. Τα σίνγκλς είναι τα: Master of Puppets, Battery και Welcome Home(Sanitarium).
Στις 27 Σεπτεμβρίου 1986 κατά την διάρκεια της περιοδείας Damage.Inc, τα μέλη του συγκροτήματος τράβηξαν κάρτες για το που θα κοιμηθεί ο καθένας μέσα στο λεωφορείο.
Ο Μπάρτον νίκησε και διάλεξε να κοιμηθεί στο κρεβάτι του Χάμμετ. Τα ξημερώματα κοντά στο Dörarp της Σουηδίας ο οδηγός του λεωφορείου έχασε τον έλεγχο και το λεωφορείο γλίστρησε, κάνοντας το να αναποδογυρίσει πολλές φορές.
Ο Ούλριχ, o Χάμμετ και ο Χέτφιλντ δεν είχαν σοβαρά τραύματα ομως ο Μπάρτον καταπλακώθηκε από το λεωφορείο και πέθανε. Ο Χέτφιλντ θυμάται ότι είπε: «Είδα το λεωφορείο να στέκεται πάνω του και τα πόδια του να φαίνονται μόνο. Φρίκαρα. Ο οδηγός προσπαθούσε να βγάλει το λεωφορείο από την θέση του. Πήγα και του είπα, "Mην το κάνεις αυτό!". Ήθελα να τον σκοτώσω εκείνη την μέρα.»
Ο θάνατος του Μπάρτον έκανε αβέβαιο το μέλλον των Metallica. Τελικά, τα 3 μέλη αποφάσισαν ότι ο Μπάρτον θα ήθελε να συνεχίσουν, και με τις ευλογίες της οικογένειας του, το συγκρότημα συνέχισε.

Περίπου 40 άτομα πήγαν στις οντισιόν των Metallica, ανάμεσά τους οι παιδικοί φίλοι του Χάμμετ, Λες Κλέιπουλ (Les Claypool) των Primus, Τρόυ Γκρέγκορυ (Troy Gregory) των Prong και ο Τζέισον Νιούστεντ (Jason Newsted) των Flotsam and Jetsam.
Ο Νιούστεντ έμαθε όλα τα τραγούδια των Metallica και μετά από την οντισιόν οι Metallica τον κάλεσαν στο Tommy's Joynt στο Σαν Φρανσίσκο. Οι Χέτφιλντ, Ούλριχ και Χάμμετ αποφάσισαν ότι ο Νιούστεντ μπορούσε να αντικαταστήσει τον Μπάρτον και η πρώτη του ζωντανή εμφάνιση με τους Metallica ήταν στο Country club στην Ρισέντα της Καλιφόρνιας. Λέγεται πως οι Metallica για να τον "εντάξουν" στην παρέα τους του έδωσαν να φάει μια μπάλα από γουασάμπι.

Οι Metallica τέλειωσαν την περιοδεία τους στους πρώτους μήνες του 1987 και τον Αύγουστο του έτους εκδόθηκε ένα EP (Extended Play) με όνομα The $5.98 E.P.: Garage Days Re-Revisited. Το ΕΡ περιείχε 5 κομμάτια με διασκευές τραγουδιών άλλων καλλιτεχνών και ηχογραφήθηκε για να δοκιμάσουν τον ήχο του νέου τους studio, το ταλέντο του Νιούστεντ και να ανακουφιστεί το στρές και η θλίψη από τον θάνατο του Μπάρτον. Ένα βίντεο με όνομα Cliff'em All εκδόθηκε το 1987 που έδειχνε την ζωή του Μπάρτον στα τρία του χρόνια με τους Metallica. Το βίντεο περιέχει τραγούδια απο live εμφανίσεις των Metallica απο την εποχη του Μπάρτον, σκηνές απο την καθημερινή ζωή τους και κάποια ακυκλοφόρητα σόλο του Μπάρτον απο live στιγμές.To ...And Justice for All ήταν το πρώτο studio άλμπουμ των Metallica μετά τον θάνατο Μπάρτον και εκδόθηκε το 1988. Το άλμπουμ ήταν μια εμπορική επιτυχία παίρνοντας την 6 θέση στα Billboard Charts και παίρνοντας θέση στο Top 10. Το άλμπουμ έγινε πλατινένιο μετά από 9 εβδομάδες. Το μπάσο του Νιούστεντ είχε χαμηλωθεί, ως ένα κομμάτι πειράγματος που δεχόταν, και οι μουσικές του ιδέες αγνοούνταν (αν και έγραψε ένα τραγούδι δικό του, το Blackened). Υπήρχαν παράπονα για την παραγωγή του άλμπουμ: o Steve Huey του περιοδικου Allmusic έγραψε ότι τα ντραμς και οι κιθάρες είχαν πολύ τρέμουλο και βάθος.
Η πειριοδεία Damaged Justice ακολούθησε αυξάνοντας τη διασημότητα του.

Το 1989, οι Metallica πήραν την πρώτη τους υποψηφιότητα για Βραβείο Γκράμι, στην κατηγορία Best Hard Rock/Metal Performance Vocal or Instrument. Αν και οι Metallica ήταν το φαβορί, το βραβείο δόθηκε στους Jethro Tull για το άλμπουμ Crest of a Knave. Το αποτέλεσμα οδήγησε σε αντιπαράθεση μεταξύ των φαν και του τύπου, ενώ οι Metallica καθόταν πίσω από την σκηνή περιμένοντας να πάρουν βραβείο για την παράσταση του τραγουδιού One. Οι Jethro Tull είχαν συμβουλευτεί να μην γιορτάσουν την επιτυχία τους, καθώς όλος ο κόσμος περίμενε τους Metallica να νικήσουν. Τα βραβεία γράφτηκαν στην εφημερίδα Entertainment Weekly ως ένα από τα «10 μεγαλύτερα προβλήματα των Γκράμι». Τρία χρόνια αργότερα, Ο Ούλριχ αναφέρθηκε στα βραβεία του 1989 όταν έπαιρνε Γκράμι λέγοντας «Πρέπει να ευχαριστήσουμε τους Jethro Tull που δεν έβγαλαν άλπμουμ φέτος»".

Οι κριτικές αυτές οδήγησαν την επιτροπή των Βραβείων στον διαχωρισμό της κατηγορίας σε Best Hard Rock Performance και Best Metal Performance, από την επόμενη κιόλας χρονιά.
Tο 1990 οι Metallica κατέκτησαν το πρώτο τους βραβείο Γκράμι στην καινούρια κατηγορία (Best Metal Performance) για το One, ενώ και τα επόμενα 2 χρόνια ήταν οι νικητές της κατηγορίας (το 1991 για την covered έκδοση του τραγουδιού των Queen Stone Cold Crazy και το 1992 για το άλμπουμ Metallica).

Μετά την έκδοση του ...And Justice for All οι Metallica έβγαλαν το πρώτο τους βίντεο κλιπ, για το σίνγκλ One. Το βίντεο τραβήχτηκε σε ένα εγκαταλελειμένο εργοστάσιο και αναμείχθηκε με σκηνές από την ταινία Johnny got his Gun.
Οι Metallica πήραν τα πνευματικά δικαιώματα για την ταινία.
Το αναμειγμένο βίντεο δόθηκε στο MTV, αν και στο MTV είχαν απαγόρευσει τις αναμειγμένες εκδόσεις. Τελικά το κανάλι αποδέχτηκε την αναμειγμένη έκδοση και το βίντεο ήταν η πρώτη έκθεση των θεατών του στους Metallica.
Το βίντεο πήρε την 38η θέση το 1999 στα «100 Καλύτερα βίντεο όλων των εποχών» του MTV.

Τα σιγκλς του άλμπουμ είναι: "Eye of the Beholder" · "Harvester of Sorrow" · "…And Justice for All" · "One"Τον Οκτώβριο του 1990 εκδόθηκε το Black Album το οποίο πούλησε 650.000 αντίγραφα την πρώτη εβδομάδα κυκλοφορίας του. Πήρε την πρώτη θέση στα Billboard Charts και είναι το 25ο πιο επιτυχημένο άλμπουμ στην Αμερική. Τα σίνγκλς είναι: "Enter Sandman" · "Don't Tread on Me" · "The Unforgiven" · "Nothing Else Matters" · "Wherever I May Roam" · "Sad but True".

Το 1993 εκδόθηκε το πρώτο live άλμπουμ των Metallica το Live shit το οποίο περιείχε 3 CD και 3 κασέτες VHS. πήρε την 26η θέση στα Billboard Charts και έχει γίνει 15 φορές πλατινένιο.

Το 1996 εκδόθηκε το Load το οποίο κατέλαβε την 1η θέση στα Billboard Charts. Έχει γίνει χρυσό στην Μεγάλη Βρετανία και μέχρι σήμερα έχει πουλησει 5 εκατομμύρια αντίγραφα.
Το 1997 βγήκε το ReLoad το οποίο λέγεται ότι είναι το δεύτερο μισό του Load. Έχει ακριβώς τα ίδια στατιστικά με το προηγούμενο του άλμπουμ. Τα σίνγκλς είναι: Until It Sleeps" · "Ain't My Bitch" · "Hero of the Day" · "Mama Said" · "King Nothing" · "Bleeding Me" · "The Memory Remains" · "The Unforgiven II" · "Fuel" · "Better than You".

Το 1998 εκδόθηκε το Garage.Inc το οποίο είναι cover album από τους Metallica. Περιέχει όλο το Garage Days Re-revisited και τραγούδια άλλων καλλιτεχνών. Πήρε την 2η θέση στα Billboard Charts και έχει πουλήσει πάνω από 5 εκατομμύρια αντίγραφα μέχρι σήμερα. Τα σίνγκλς είναι: "Turn the Page" · "Whiskey in the Jar" · "Die, Die My Darling"

Το 1999 εκδόθηκε το 2ο live άλμπουμ των Metallica, το S&M, το οποίο ήταν το τελευταίο άλμπουμ του Τζέισον Νιούστεντ με τους Metallica. Πρόκειται για μια ηχογράφηση των Metallica από το θέατρο Berkeley Community Theatre με την συμμετοχή της Συμφωνικής Ορχήστρας του Σαν Φρανσίσκο, υπό την διεύθυνση του Μάικλ Κάμεν (Michael Kamen). Η ηχογράφηση έγινε σε δύο παραστάσεις, στις 21 και 22 Απριλίου του 1999. Κατά κύριο λόγο περιέχει παλαιότερα τραγούδια του συγκροτήματος, αλλά και δύο νέα τραγούδια, το «No Leaf Clover» και το «Human», καθώς και μια έκδοση του «The Ecstasy of Gold» του Ένιο Μορικόνε.

Το άλμπουμ πήρε την 2η θέση στα Billboard Charts και πούλησε πάνω από 6 εκατομμύρια άλμπουμ. Επίσης έγινε 6 φορές πλατινένιο. Το μοναδικό σίνγκλ είναι το No Leaf Clover.St.Anger .

Το 2003 εκδόθηκε το 8ο στούντιο άλμπουμ των Metallica, το St.Anger. Το άλμπουμ κατέλαβε την 1η θέση στα charts 30 χωρών και δέχτηκε σκληρή κριτική από διάφορα περιοδικά.
Τα σίνγκλς είναι: "St. Anger" · "Frantic" · "The Unnamed Feeling" · "Some Kind of Monster". Τη θέση του μπασίστα κάλυψε ο παραγωγος του άλμπουμ (καθώς και του The Black Album) Bob Rock. Οταν ο Τζέισον Νιούστεντ (Jason Newsted) έφυγε από τους Metallica το 2001, ο Rock κάλυψε τη θέση του μπασίστα τόσο στα live των Metallica όσο και στο St. Anger.
Το 2003 μετά απο ακρωάσεις οι Metallica επιλέγουν σαν νέο τους μπασίστα τον Ρόμπερτ Τρουχίγιο (Robert Trujillo).

Στις 12 Σεπτεμβρίου 2008 εκδόθηκε το 9ο άλμπουμ των Metallica, το Death Magnetic, το οποίο κατέλαβε την πρώτη θέση στα Billboard Charts και οδήγησε τους Metallica να βραβευτούν ως το μόνο συγκρότημα που έχει 5 no1 άλμπουμ. Τα σίνγκλς είναι: "The Day That Never Comes" · "My Apocalypse" · "Cyanide" · "The Judas Kiss" · "All Nightmare Long" · "Broken, Beat & Scarred".

Αφού συμμετείχαν στις συναυλίες των «Τεσσάρων Μεγάλων» στην Ευρώπη και την Αμερική το 2010 και το 2011 (μαζί με τους Slayer, Megadeth, και Anthrax), στις 15 Ιουνίου 2011 οι Metallica ανακοίνωσαν την συνεργασία τους με τον Λου Ριντ των The Velvet Underground. Η συνεργασία αυτή θα κυκλοφορήσει σε διπλό δίσκο στα τέλη Οκτωβρίου του 2011 με τον τίτλο Lulu.
Το νέο άλμπουμ θα περιέχει 10 τραγούδια, οι στοίχοι των οποίων είναι γραμμένοι από τον Ριντ, ενώ η μουσική από τον Ριντ και τους Metallica.