Giọng ca chính Bono giải thích rằng anh đã tự đặt cho mình một vài câu hỏi khó trước khi tiến hành thu âm: "Tôi muốn kiểm tra xem nơi tôi từng ở cho đến nơi tôi đang ở. Vì vậy tôi đã quay lại và tìm nghe tất cả những loại nhạc khiến tôi muốn lập ban nhạc, từ Buzzcocks, Siouxsie and the Banshees, Echo & The Bunnymen. Và thật thú vị, giờ đây rất nhiều người trong các ban nhạc vẫn còn nghe loại nhạc đó. Vì vậy, nói vui thì chuyện đó làm chúng tôi thấy hoàn toàn hợp thời."[4]

Nhằm tìm kiếm một âm thanh rock mạnh mẽ hơn All That You Can't Leave Behind,[5] U2 bắt đầu thu âm How to Dismantle an Atomic Bomb vào tháng 2 năm 2003 với nhà sản xuất Chris Thomas.[6] Sau chín tháng làm việc, ban nhạc đã có một chất liệu tốt cho album để sẵn sàng phát hành, nhưng họ không hài lòng với kết quả; tay trống Larry Mullen Jr. cho rằng các bài hát "chẳng có chút kỳ diệu nào".[5] Sau đó nhóm đã mời Steve Lillywhite đảm nhiệm vị trí nhà sản xuất ở Dublin vào tháng 1 năm 2004.[7] Một vài nhà sản xuất khác cũng được ghi chú trong album, bao gồm Daniel Lanois, Brian Eno, Flood, Carl Glanville và Nellee Hooper;[8] Bono thừa nhận rằng sự kết hợp của nhiều nhà sản xuất ảnh hưởng đến "sự kết dính trong âm thanh".[9]

Một bản demo của album (sao chép bởi guitarist The Edge) bị mất khi ban nhạc đang được chụp hình cho một tạp chí ở Pháp vào tháng 7 năm 2004. Bản demo có chứa các phiên bản chưa hoàn thiện của một số bài hát đưa vào album.[10] Ban nhạc phát biểu công khai rằng nếu những track đó không bị rò rỉ trực tuyến, họ sẽ ngay lập tức phát hành album qua iTunes.[11] Một vài tháng sau, album đã hoàn thiện bị rò rỉ trực tuyến, nhưng ban nhạc đã không phát hành nó sớm hơn như tuyên bố như trước đó.[12]