Buổi thu âm đầu tiên diễn ra vào tối ngày 22 tháng 1 năm 1985 với an ninh nghiêm ngặt, khi Richie, Jackson, Wonder, và Jones bắt đầu thực hiện ca khúc "We Are the World" tại Phòng thu Lion Share Recording Studio của Kenny Rogers. Phòng thu nằm trên Đại lộ Beverly ở California này chật kín các ca sĩ, kỹ thuật viên, quay phim, các trợ lý và các nhà tổ chức khi bốn nghệ sĩ trên bước vào. Bắt đầu buổi làm việc, một đoạn băng "hát mẫu" ca khúc "We Are the World" được Richie và Jackson thu âm rồi sao ra cho mỗi nghệ sĩ được mời tới một bản. Bản hát mẫu này phải thu tới lần thứ sáu mới xong, bởi Quincy Jones cảm thấy các bản thu âm trước đó có phần hơi "suy tư" nhiều quá.[8]

Sau khi thực hiện bản thu mẫu xong, Jackson và Jones bắt đầu nghĩ tới các phương án thay thế khác cho câu hát "There's a chance we're taking, we're taking our own lives" (Có một cơ hội chúng ta đang huỷ hoại, chúng ta đang huỷ hoại chính sinh mạng của chính mình): cả hai đều cho rằng vế sau của câu hát trên có thể bị coi là một sự ám chỉ tới hành động tự sát. Khi cả nhóm cùng nghe lại bản thu âm điệp khúc, Richie cho rằng vế sau của câu hát trên nên sửa lại thành "We're 'saving' our own lives" (Chúng ta đang 'cứu lấy' cuộc sống của chính mình), ý kiến này được các nghệ sĩ đồng nghiệp của anh tán thành. Nhà sản xuất Jones cũng gợi ý rằng nên sửa cả vế trước của câu hát. "Một điều chúng ta không muốn làm, nhất là với một dàn nghệ sĩ như thế này, đó là làm ra vẻ chúng ta đang tự vỗ lưng nhau. Vậy nên sửa là, 'There's a choice we're making' (Chúng ta đang đứng trước một sự lựa chọn)."[9] Đến khoảng một rưỡi sáng, bốn nghệ sĩ kết thúc đêm thu âm bằng việc hoàn thiện đoạn điệp khúc hòa giọng của ca khúc, bao gồm cả những âm thanh đệm vào như "sha-lum sha-lin-gay".[9] Jones tuyên bố với cả nhóm rằng họ sẽ không thêm thắt gì vào bản thu âm cũ nữa. Ông nói: "Nếu chúng ta làm tốt, sẽ có người đưa bài hát lên sóng radio phát thanh".[9]

Ngày 24 tháng 1 năm 1985, sau một ngày nghỉ ngơi, Jones gửi bản hát mẫu của Richie và Jackson cho tất cả các nghệ sĩ tham gia thu âm ca khúc "We Are the World". Kèm theo gói hàng là một bức thư của Jones, gửi tới "Những người nghệ sĩ đồng nghiệp của tôi":[9]

Ken Kragen chủ trì một buổi gặp mặt bàn về kế hoạch sản xuất tại một căn nhà một tầng trên Đại lộ Sunset vào ngày 25 tháng 1 năm 1985. Tại đây, Kragen và nhóm của ông thảo luận xem nên chọn nơi nào để tổ chức buổi thu âm với siêu ban nhạc gồm rất nhiều nghệ sĩ sắp tới. Ông phát biểu, "Thông tin đáng ngại duy nhất bây giờ là chúng ta sẽ làm việc này ở đâu. Nếu ai cũng biết địa điểm thu âm đó, chúng ta sẽ phải đối mặt với tình trạng hỗn loạn có thể khiến dự án của chúng ta phá sản hoàn toàn. Khi mà Prince, Michael Jackson hay Bob Dylan—tôi đảm bảo với các bạn!—lái xe tới và thấy một đám đông tập trung trước cửa phòng thu, anh ấy sẽ chẳng bao giờ bước vào đâu."[9] Cùng đêm đó, trợ lý sản xuất và cũng là người sắp xếp giọng hát của Quincy Jones, Tom Bahler, được giao nhiệm vụ chọn từng giọng ca thích hợp cho mỗi câu hát solo. Bahler nói, "Việc này giống như được sắp xếp giọng hát trong một thế giới vốn đã hoàn hảo."[9] Jones không đồng ý, nói rằng nhiệm vụ này giống như "cho một quả dưa hấu vào một chai Coca-Cola".[9] Tối hôm sau, Lionel Richie tổ chức một buổi "họp dàn dựng" ở nhà riêng của anh, để thống nhất xem nghệ sĩ nào sẽ đứng ở đâu trong phòng thu.[9]

Buổi thu âm cuối cùng của ca khúc diễn ra vào tối ngày 28 tháng 1 năm 1985, tại phòng thu A&M Recording Studios ở Hollywood.[3][9] Michael Jackson tới lúc 9 giờ tối, sớm hơn các nghệ sĩ khác, để thu âm phần hát solo (đơn ca) của anh và thu âm một đoạn điệp khúc một mình.[9] Sau đó các nghệ sĩ khác của USA for Africa mới tới phòng thu, trong đó có Ray Charles, Billy Joel, Diana Ross, Cyndi Lauper, Bruce Springsteen và Smokey Robinson. Cũng có mặt vào lúc đó là năm anh em nhà Jackson: Jackie, La Toya, Marlon, Randy và Tito.[10] Nhiều người vừa trực tiếp trở về từ lễ trao giải thưởng âm nhạc Mỹ được tổ chức cùng đêm đó.[5] Ca sĩ khách mời Prince, người dự định sẽ có một đoạn song ca cùng với Michael Jackson, không có mặt tại buổi thu âm.[11] Có nhiều lý do được đưa ra để giải thích sự vắng mặt của anh. Một tờ báo cho rằng nam ca sĩ không muốn thu âm cùng các đồng nghiệp còn lại.[12] Một báo khác tường thuật, vào thời điểm thu âm ca khúc "We Are the World", giải thích rằng ca sĩ này không muốn tham gia buổi thu âm vì Bob Geldof, thành viên ban tổ chức đã gọi anh ta là "một người đáng ghét" ("creep").[13] Tuy nhiên, Prince có đóng góp một ca khúc riêng có tựa đề "4 The Tears In Your Eyes" cho album We Are the World.[12] Tổng cộng, có hơn 45 ca sĩ hàng đầu của nước Mỹ tham gia thu âm, và nhà sản xuất phải từ chối 50 người khác vì quá đông.[11][14] Khi tới phòng thu, các nghệ sĩ nhìn thấy một tấm biển đính trên cửa ra vào với dòng chữ, "Xin hãy xem lại cái tôi của mình trước khi bước vào" (Please check your egos at the door).[15] Ngoài ra họ còn được Stevie Wonder chào đón, ông tuyên bố rằng nếu ca khúc không được hoàn thành trong một lần thu, ông và Ray Charles, hai ca sĩ mù, sẽ lái xe chở mọi người về nhà.[16]

Vào khoảng 10 rưỡi tối, các ca sĩ đứng vào vị trí đã sắp xếp sẵn của mình và bắt đầu hát. Vài tiếng sau Stevie Wonder nói rằng ông muốn thay âm thanh "sha-lum sha-lin-gay" bằng một câu hát tiếng Swahili.[17][18] Đúng lúc này, Waylon Jennings rời phòng thu trong một khoảng thời gian ngắn trong khi một số người gợi ý nên hát ca khúc này bằng tiếng Swahili.[17][18] Một cuộc tranh luận căng thẳng nổ ra, nhiều ca sĩ khác phản đối đề nghị này. Tiếng "sha-lum sha-lin-gay" cũng bị phản đối và sau đó đã được loại bỏ khỏi bài hát. Jennings trở về phòng thu và tham gia thu âm cùng, do đó sau này anh cũng được ghi tên. Cuối cùng, các ca sĩ tham gia quyết định sẽ tìm một câu hát nào đó có nghĩa bằng tiếng Anh để thay thế. Họ chọn hát câu "One world, Our children" (Một thế giới, những đứa trẻ của chúng ta), được hầu hết mọi người hưởng ứng.[17]

Khoảng rạng sáng, hai người phụ nữ Ethiopia và là khách của Stevie Wonder, được đưa vào phòng thu—các nhà sản xuất đã quyết định sẽ trích một phần lợi nhuận thu được để hỗ trợ những nạn nhân chịu ảnh hưởng của nạn đói vừa xảy ra tại Ethiopia.[18][19] Họ thay mặt đất nước mình cảm ơn các ca sĩ, khiến vài người cảm động khóc.[18][19] Ca sĩ mù Wonder tìm cách làm cho không khí trở nên vui vẻ hơn bằng cách đùa rằng buổi thu âm đã cho ông cơ hội được "nhìn thấy" người bạn và cũng là một ca sĩ mù Ray Charles. "Chúng tôi dường như đã đâm sầm vào nhau vậy!"[16] Các đoạn đơn ca (solo) của ca khúc được thu âm suôn sẻ mà không gặp bất cứ vấn đề gì.[19] Bản thu hoàn chỉnh của ca khúc "We Are the World" được hoàn thành lúc 8 giờ sáng.[19][20]