Metallica была сформирована в Лос-Анджелесе, штат Калифорния, в конце 1981 года, когда барабанщик Ларс Ульрих поместил объявление в газете The Recycler в Лос-Анджелесе, в которой было написано: «Барабанщик ищет других музыкантов-металлистов для джема с Tygers of Pan Tang, Diamond». Head and Iron Maiden. «Гитаристы Джеймс Хэтфилд и Хью Таннер из Leather Charm ответили на объявления. Хотя он и не создали группу, Ульрих спросил основателя Metal Blade Records Брайана Слэгела, может ли он записать песню для готовящегося к выпуску сборника лейбла Metal Massacre. Слагель согласился, и Ульрих принял на работу Хетфилда, чтобы играть на ритм-гитаре и петь. Группа была официально создана 28 октября 1981 года, через пять месяцев после того, как Ульрих и Хетфилд впервые встретились.
Название группы пришло от друга Ульриха Рона Кинтана, который придумывал имена для фан-журнала и рассматривал MetalMania или Metallica. Дейв Мастейн ответил на рекламу ведущего гитариста; Ульрих и Хетфилд завербовали его, увидев его дорогое гитарное оборудование. В начале 1982 года Metallica записали свою первую песню «Hit the Lights» для сборника Metal Massacre I. Хетфилд играл на басу, ритм-гитаре и пел, в то время как Ллойду Гранту приписывали гитарное соло, а Ларс Ульрих играл на барабанах. Metal Massacre I был выпущен 14 июня 1982 года; ранние издания неправильно указали группу как «Mettallica», разозлив группу. Песня произвела сарафанное радио, и группа отыграла первое свое выступление в живую 14 марта 1982 года в Radio City в Анахайме, штат Калифорния, с вновь нанятым басистом Роном МакГовни. Их первый живой успех пришел рано; их выбрали для открытия британской хэви-металлической группы Saxon на одном из концертов в США в 1982 году. Это был уже второй концерт Metallica. Metallica записали первое свое демо, Power Metal, имя которого было вдохновлено ранними визитными карточками Quintana в начале 1982 года.
Термин «трэш-метал» был придуман в феврале 1984 года Kerrang! журналист Malcolm Dome со ссылкой на песню Anthrax «Metal Thrashing Mad». До этого Хетфилд называл звук Metallica «пауэр-метал». В конце 1982 года Ульрих и Хэтфилд посетили шоу в клубе Whiskey a Go Go в Западном Голливуде, в котором участвовал басист Клифф Бертон в группе Trauma. Они были «взорваны» использованием Бертоном педали «вау-вау» и предложили ему присоединиться к «Металлике». Хетфилд и Мастейн хотели, чтобы МакГовни ушел, потому что они решил, что «ничего не сделал, он просто последовал» . Хотя Бертон первоначально отклонил это предложение, к концу года он согласился с условием, что группа переезжает в Эль-Серрито в районе залива Сан-Франциско. Первое живое выступление Metallica с Бертоном состоялось в ночном клубе The Stone в марте 1983 года, а первая запись с участием Burton была демо Megaforce (1983).
Metallica была готовы записать дебютный альбом, но когда Metal Blade не смогли покрыть расходы, они начали искать другие варианты. Промоутер концерта Johny «Z» Zazula, который слышал демо No Life ’til Leather (1982), предложил заключить контракт между Metallica и нью-йоркскими звукозаписывающими лейблами. После того, как эти звукозаписывающие компании не проявили интереса, Зазула одолжил достаточное количество денег, чтобы покрыть расходы на записи, и подписал Metallica на своем собственном лейбле Megaforce Records.