"Out of the Woods" được chắp bút bởi Swift và Jack Antonoff, với độ dài 3 phút 55 giây. Đây là bài hát đầu tiên mà Swift viết lời dựa trên một bài hát có sẵn, khi cô phổ lời cho một phiên bản không lời ban đầu của bài hát mà Antonoff gửi đến chỉ trong vòng 30 phút.[6] Đoạn dẫn của bài hát có nhắc đến mối tình ngắn ngủi trước đây của Swift cùng thành viên nhóm nhạc One Direction, Harry Styles.[7]

Max Martin tham gia phần sản xuất giọng hát của Swift trong bài hát này.[8] Trong bài có nhiều nhịp synth và nhịp gõ liên hồi, Antonoff mô tả bài hát đã được phối khí theo các yếu tố trộn lẫn giữa hiện đại và những năm 80. Chiếc đàn Yamaha DX7 được sử dụng cho những tiếng leng keng thuộc thập niên 90 trong hầu hết bài hát.[6] Chính Antonoff cũng là người góp giọng nền cho bài hát.[6]