Bài hát được viết vào năm 1963 khi John Phillips và Michelle Phillips đang sống ở New York. John đã mơ về bài hát và đánh thức Michelle dậy để giúp anh cùng viết ra nó. Vào thời điểm đó, cả John và Michelle Phillips đều là thành viên của các nhóm nhạc dân ca "The New Journeymen", là tiền thân của ban nhạc The Mamas & the Papas.

Sau khi được Barry McGuire giới thiệu với ông chủ của hãng đĩa Dunhill Records là Lou Adler, họ đã ký được hợp đồng thu âm đầu tiên. Nhờ sự giúp đỡ của Adler, họ đã hát phần bè "California Dreamin' " trong album This Precious Time của McGuire. The Mamas & the Papas sau đó đã thu âm bản riêng của họ, sử dụng lại các phần thu phối khí và bè trước đó, bổ sung thêm phần hát chính[6] và một đoạn độc tấu alto flute của Bud Shank. P. F. Sloan chơi đoạn guitar mở đầu.[7] Phần hát chính của McGuire vẫn có thể nghe nhỏ trên kênh trái trong đoạn đầu của bản thu âm do chưa bị xóa hoàn toàn.[8]

Đĩa đơn được phát hành vào cuối năm 1965 nhưng không gây được một bước đột phá ngay lập tức. Sau khi phát hành, nó chỉ được một ít chú ý ở Los Angeles. Michelle Phillips nhớ lại rằng, sau khi được phát trên một đài phát thanh ở Boston bài hát mới được quảng bá trên toàn quốc.[9] Sau khi trình làng trên bảng xếp hạng vào tháng năm 1966,[10] bài hát đạt vị trí #4 trong tháng 3 trên Billboard Hot 100 và tiếp tục giữ vị trí trong 17 tuần, và trên tạp chí Cashbox suốt 20 tuần.[11] Theo Cashbox, đối thủ cạnh tranh của "California Dreamin '" trên thị trường âm nhạc lúc bấy giờ là bài "Ballad of Green Berets" cuối cùng đã giành được vị trí #1 trong năm 1966. "California Dreamin '" cũng giành vị trí #23 trên bảng xếp hạng Anh.