Đã có nhiều bàn luận về album thứ tư của nhóm từ tháng 11 năm 2008, khi Chester Bennington thông báo trên blog rằng Linkin Park đang lên kế hoạch lâu dài cho album mới. Linkin Park trở lại phòng thu tháng 12 cùng năm và cả nhóm dự định sẽ phát hành vào khoảng giữa 2009. Nhưng cuối cùng thì album buộc phải hoãn lại do các dự án khác, trong đó có soundtrack cho bộ phim 'Transformers: Revenge of the Fallen' - hợp tác với Hans Zimmer.

Tháng 5 năm 2009, Linkin Park xác nhận rằng họ sẽ quay trở lại phòng thu một lần nữa, và album sẽ được phát hành vào năm 2010. Studio lần này vẫn là studio mà ban nhạc đã thu 'Hybrid Theory' và 'Meteora'. Vào tháng 1 năm 2010, Mike Shinoda nói với MTV: "chất nhạc sẽ khác hẳn, khó có thể xếp vào một thể loại chính xác. Mọi người hỏi tôi: 'Vậy nó ra sao?' - khó diễn tả lắm. Khi mọi người lắng nghe, phải có một khoảng thời gian rất dài để quyết định rằng nó thuộc thể loại nào."[4]

Vào ngày 8/7/2010, Linkin Park thông báo rằng album mới có tên "A Thousand Suns" và sẽ phát hành ngày 14/9. Trước đó ban nhạc sẽ trình làng single "The Catalyst" vào ngày 2/8, và music video phát sóng ngày 26/8.

Ngày 2/9/2010, Linkin Park phát hành thêm một ca khúc khác từ album, "Wretches and Kings", cho những khán giả đã order trước album.

Single tiếp theo là "Waiting for the End" phát sóng ngày 8/10. Music video của cả hai single đều được đạo diễn bởi thành viên ban nhạc Joe Hahn.[5]