Diary of a Madman là album cuối cùng được thu âm với cố nghệ sĩ guitar Randy Rhoads. Mặc dù tay bass Rudy Sarzo và tay trống Tommy Aldridge được ghi công trong các dòng ghi chú và bìa trong của đĩa cassette và vinyl tại Mỹ, bên cạnh các đĩa CD tái bản sau này, nhưng chính tay bass Bob Daisley và tay trống Lee Kerslake mới là người thực hiện tất cả các phần bass và trống trên bản phát hành gốc. Aldridge nói về album, "Tôi thấy khá rõ đó không phải là phần đánh trống của tôi trong album đấy. Tôi chưa bao giờ được ghi công cho đĩa nhạc ấy và luôn trao quyền cho Lee Kerslake, bất cứ khi nào được hỏi hoặc phỏng vấn, phần ghi công mà anh ấy xứng đáng có được."[5]

Daisley đã có những đóng góp đáng kể cho quá trình sáng tác của album, ông là tác giả một chút phần nhạc và đa số phần lời. Kerslake tuyên bố cũng góp một tay sáng tác album, thậm chí còn thể hiện giọng hát chính trong một vài đĩa dem gốc. "'Flying High Again' là một trong những ý tưởng của tôi, 'Over the Mountain' là một ý tưởng nữa. Những bài nhạc (demo) cơ bản chỉ là lời của Bob, giọng của tôi—mặc dù có một chút lời do tôi viết—và Randy biểu diễn. Điều đó không đúng. Và rồi chúng tôi mời Don Airey đến và chơi đàn keyboard", anh chia sẻ vào năm 2009. Kerslake nói rằng anh ấy đã sử dụng một cây đàn piano trong phòng thu để viết nhiều bài hát với nghệ sĩ guitar Randy Rhoads.[6] Daisley và Kerslake không được ghi công cho những đóng góp về màn trình diễn hoặc sáng tác của họ, tình huống dẫn đến một vụ kiện sau này.

Mặc dù Don Airey được ghi công là người chơi keyboard trong album, nhưng trên thực tế, một nhạc công tên là Johnny Cook (người đã từng làm việc với Daisley trong Mungo Jerry vào những năm 1970) mới là người thực sự thu âm các phần chơi keyboard. Lúc bấy giờ, Airey đang đi lưu diễn với tư cách là thành viên của Rainbow và do đó vắng mặt.[7]