Album đầu tay của Metallica Kill 'Em All năm 1983 đã đặt nền móng cho dòng nhạc thrash metal với lối chơi hung bạo và ca từ dữ tợn. Album đã thổi luồng sinh khí mới cho dòng nhạc ngầm ở Mỹ, và những sản phẩm sau đó của các hậu bối cùng thời cũng được chơi theo cách tương tự như vậy.[2] Album thứ hai của ban Ride the Lightning đã mở rộng những ranh giới của thể loại này với cách sáng tác phức tạp hơn và công việc sản xuất cải tiến hơn. Album đã gây được sự chú ý cho đại diện của hãng Elektra Records là Michael Alago, người mà vào mùa thu năm 1984 đã cùng ban nhạc ký hợp đồng với một thỏa thuận gồm tám album kèm theo chuyến lưu diễn quảng bá.[3] Elektra tái phát hành Ride the Lightning vào ngày 19 tháng 11, và ban nhạc bắt đầu chuyến lưu diễn ở những địa điểm lớn và lễ hội trong suốt năm 1985. Sau khi chia tay với người quản lý Jon Zazula, Metallica thuê giám đốc điều hành của Q Prime là Cliff Burnstein và Peter Mensch. Trong mùa hè năm ấy, ban nhạc tham gia trình diễn tại lễ hội Monsters of Rock ở Castle Donington, cùng với Bon Jovi và Ratt trước 70.000 người hâm mộ.[4] Metallica đã nỗ lực để làm một album mà có thể gây ấn tượng với những nhà phê bình và giới mộ điệu, họ bắt tay vào việc sáng tác những chất liệu mới vào giữa năm 1985. Tay trống Lars Ulrich và thủ lĩnh James Hetfield là người viết ca khúc chính cho album, đã dự sẵn tên album sẽ là Master of Puppets. Cả hai cùng phát triển những ý tưởng ở trong một hầm giữ xe ở El Cerrito, California trước khi mời được tay bass Cliff Burton và tay ghita Kirk Hammett cho buổi diễn tập.[5] Hetfield và Ulrich mô tả quá trình sáng tác ca khúc như là được bắt đầu bằng "những đoạn riff (một đoạn nhạc ngắn) của ghita, ghép nối chúng lại với nhau, tiếp tục công việc ghép cho đến khi chúng bắt đầu có âm hưởng như là một ca khúc". Sau đó, ban nhạc đặt tựa bài và chủ đề của bài hát, và Hetfield viết ca từ để phù hợp với tựa bài.[6] Master of Puppets là album đầu tiên của Metallica không mang dấu ấn sáng tác của tay ghita trước đó là Dave Mustaine. Mustaine tuyên bố ông cũng đồng sáng tác trong ca khúc "Leper Messiah", dựa trên một bài cũ tên là "The Hills Ran Red". Ban nhạc đã phủ nhận điều này, mặc dù thừa nhận rằng có một phần kết hợp ý tưởng của Mustaine.[7]

Ban nhạc cho rằng họ không hài lòng với độ vang âm của các phòng thu ở Hoa Kỳ, và đã quyết định thu âm ở quê nhà của Ulrich là Đan Mạch.[9] Ulrich tập những bài tập trống còn Hammett làm việc với Joe Satriani để học hỏi thêm về cách thu âm hiệu quả.[5] Ulrich bàn với tay bass kiêm ca sĩ Geddy Lee của ban nhạc Rush về việc sản xuất album nhưng sự hợp tác không trở thành hiện thực bởi lịch trình không phối hợp được.[10] Metallica thu album với nhà sản xuất Flemming Rasmussen tại phòng thu Sweet Silence Studios ở Copenhagen Đan Mạch từ ngày 1 tháng 9 đến ngày 27 tháng 12 năm 1985.[11] Việc sáng tác của tất cả các ca khúc ngoại trừ "Orion" và "The Thing That Should Not Be" đã được hoàn thành trước khi ban nhạc đến Copenhagen.[7] Rasmussen cho biết ban nhạc đã mang theo những bản thu thử được chuẩn bị tốt của các ca khúc, và chỉ phải chỉnh sửa lại đôi chút tại phòng thu.[12] Việc thu âm kéo dài hơn album trước đó bởi vì Metallica đòi hỏi sự hoàn hảo và có tham vọng cao hơn đối với album lần này.[9] Metallica tránh việc sản xuất nhanh chóng và sử dụng synthesizer như các album hard rock và heavy metal đương thời của Bon Jovi, Iron Maiden, và Judas Priest. Mặc dù có tiếng là bợm nhậu, nhưng các thành viên không đụng đến bia rượu trong suốt những ngày thu âm.[7] Hammett nhớ lại rằng cả nhóm "chỉ làm một album khác" vào lúc đó và "không có ý tưởng rằng nó sẽ vươn tới một tầm ảnh hưởng như nó đã đạt được". Ông cũng cho rằng nhóm đã "chắc chắn đạt đỉnh" vào thời điểm đó và rằng album đã có "âm thanh của một ban nhạc thực sự hòa quyện, [một ban nhạc] đã thực sự học được cách để phối hợp tốt với nhau".[13]

Rasmussen và Metallica không hoàn thành được băng thu hòa âm như hoạch định. Do đó, các băng master được chuyển đến cho Michael Wagener vào tháng 1 năm 1980 để hoàn thành việc hòa âm cho album.[5] Bìa album được Metallica và Peter Mensch phác thảo và do Don Brautigam vẽ. Nó mô tả một cánh đồng nghĩa địa với những cây thập tự trắng được buộc vào những sợi dây và được điều khiển bởi 1 đôi bàn tay trong nền trời đỏ máu. Ulrich giải thích rằng ảnh bìa này đã tóm tắt nội dung của ca từ trong album-con người bị điều khiển một cách vô thức.[14] Ảnh bìa gốc đã được bán tại Rockefeller Plaza, New York City với giá $28.000 vào năm 2008.[15] Ban nhạc cũng chế giễu những nhãn dán cảnh báo do Hiệp hội Công nghiệp ghi âm Hoa Kỳ đề xướng bằng một nhãn dán Parental Advisory (lời khuyên cho phụ huynh) mang tính hài hước trên bìa: "Bài duy nhất mà bạn có thể sẽ không muốn mở là 'Damage, Inc.' do việc sử dụng nhiều từ 'F' thô tục. Ngoài ra, không có bất kì từ 'shits', 'fucks', 'pisses', 'cunts', 'motherfuckers', hay 'cocksuckers' ở bất cứ đâu trong album này".[9] Album được thu âm với những nhạc cụ sau: guitar của Hammett là một cây Gibson Flying V 1974 màu đen, một cây Jackson Randy Rhoads màu đen, và một cây Fernandes Stratocaster màu đen với biệt danh "Edna";[16] Hetfield sử dụng cây Jackson King V chơi cùng với khuếch âm (amplifier) Mesa Boogie Mark C+ được chỉnh như là một pre-amp;[17] Burton dùng một cây Aria Pro II SB1000 cùng với các đầu khuếch âm (amplifier head) và dàn loa thùng;[18] Ulrich sử dụng trống của Tama, và mượn một trống lẫy hiếm S.L.P. Black Brass từ tay trống Rick Allen của ban Def Leppard, người mà mất một cánh tay do tai nạn giao thông.[3]