Первый альбом Metallica записанный в студии после смерти Бертона, … And Justice for All, был издан в 1988 году. Альбом имел коммерческий успех, достигнув шестого места в Billboard 200, и был первым альбомом Металлики, который вошел в топ-10. Альбом был сертифицирован платиновым через девять недель после его выхода. Были жалобы на производство; Стив Хьюи из AllMusic заявил, что барабаны Ульриха стучали сильнее, чем грохот, а гитары «гудели». Чтобы поднять альбом, Metallica отправились в тур под названием Damaged Justice.
В 1989 году Metallica получила первую номинацию на премию Грэмми за … And Justice for All в новой категории «Лучший хард-рок / метал вокал или инструмент». Metallica была фаворитом на победу, но награду получила Jethro Tull за альбом Crest of the Knave. Награда была противоречивой с поклонниками и прессой; Metallica стояла за сценой в ожидании получения награды после исполнения песни «One». Джетро Тулл посоветовал его менеджеру не посещать церемонию, потому что он не ждал, что Metallica победит. Эта награда была названа в еженедельнике Entertainment Weekly «10 самых больших расстройств Грэмми».
После выхода … And Justice for All Metallica выпускает свой дебютный видеоклип на песню «One», которую группа исполнила на заброшенном складе. Кадры были ремикшированы с фильмом «Джонни получил свой пистолет». Вместо того, чтобы организовать текущую лицензионную сделку, Metallica приобрела права на фильм. Видео с ремиксом было передано MTV с альтернативной версией только для исполнения, которая была отложена на случай, если MTV наложит запрет на ремикс версию. MTV принимает ремикс версию; видео было первым знакомством зрителей с Metallica. В 1999 году он был признан номером 38 в отсчете MTV «100 лучших видео за все время», он был включен в 25-й юбилейный выпуск сети ADD Video, в котором демонстрировались самые известные видео на MTV за последние 25 лет.
В октябре 1990 года Metallica вошли в студию One on One Recording в Северном Голливуде, чтобы записать свой новый альбом. Боб Рок, который работал с The Cult, Aerosmith, Bon Jovi и Motley Crue, был превлечен качестве продюсера. Metallica, также известный как The Black Album, был повторно смешан три раза, стоил 1 миллион долларов США и состоял в трех браках. Но выпуск был отложен до 1991 года, Metallica дебютировала под номером один в десяти разных странах, продав 650 000 единиц в США за первую неделю. Альбом заинтерисовал Metallica; он был сертифицирован в США в 16 раз более платиновым, что делает его 25-м самыми покупаемыми альбомом в стране. Создание Metallica и следующий тур были задокументированы в течение полутора лет в жизни Metallica. Тур в поддержку альбома, который называется «Wherever We May Roam Tour», длился 14 месяцев и состоял из концертов в США, Великобритании и Японии. В апреле 1992 года Metallica приехала на концерт Tredte Freddie Mercury и исполнила набор из трех песен. Позднее Хетфилд исполнил «Stone Cold Crazy» с оставшимися членами Тони Айомми и Queen.
8 августа 1992 года, во время совместного тура Guns N ‘Roses / Metallica Stadium Tour, Хэтфилд получил ожоги 2-й 3-й степени на лице, руках,и ногах. Была некоторая путаница с новой установкой для пиротехники, которая призвела к тому, что Хетфилд вошёл в 12-футовое (3,7 м) пламя во время «Исчезания к черному». Ньюстед сказал, что эго кожа «пузырилась, как на Токсичном Мстителе». Metallica вернулась на сцену 17 дней спустя, когда гитарный техник и член Metal Church Джон Маршалл заменили Хетфилда на гитаре до конца тура, хотя Хетфилд мог петь. Позже, в 1993 году, Metallica отправились в путешествие в никуда, чтобы сыграть пять концертов в Мехико. Live Shit: Binge & Purge, первый бокс-сет группы, был выпущен в ноябре 1993 года. Сборник содержал три живых компакт-диска, книгу и три домашних видео, заполненную всадниками и письмами.