Proces písania piesní Metallica je známy tým, že je precízny a často zahŕňa niekoľko kôl revízií a úprav. Skupina trávi veľa času experimentovaním a skúšaním rôznych aranžmánov, riffov a melódií. Sú si tiež veľmi vedomí celkového zvuku a štruktúry svojich skladieb a starostlivo dbajú na dynamiku a prechody medzi rôznymi sekciami.
Proces písania piesní skupiny zostal v priebehu rokov relatívne konzistentný, hoci ich prístup sa trochu vyvinul. Vo svojich začiatkoch sa Metallica viac zameriavala na vytváranie ťažkej a agresívnej hudby, zatiaľ čo v posledných rokoch do svojho zvuku zakomponovala viac experimentálnych a melodických prvkov. Ochota kapely experimentovať a vyvíjať sa im umožnila zostať relevantnými a pokračovať v produkcii vysokokvalitnej hudby.
Tu je niekoľko konkrétnych príkladov toho, ako Metallica pristúpila k písaniu piesní v rôznych skladbách:
* "Enter Sandman" (z albumu Metallica z roku 1991):Táto pieseň sa začala jednoduchým riffom, ktorý Lars Ulrich vymyslel, keď cvičil. Skupina potom spoločne vyvinula riff do plnohodnotnej piesne. James Hetfield napísal text o detskej nočnej more a pieseň nabrala temný a atmosférický zvuk.
* "Na ničom inom nezáleží" (z albumu Metallica z roku 1991):Túto pieseň napísal James Hetfield a je odklonom od obvyklého heavy metalového štýlu kapely. Hetfield napísal pieseň ako baladu pre svoju priateľku a pieseň má jemnejší a melodickejší zvuk.
* "Svätý hnev" (z albumu St. Anger z roku 2003):Táto pieseň je charakteristická svojím agresívnym a disonantným zvukom. Pieseň bola napísaná počas obdobia nepokojov v kapele a text odráža hnev a frustráciu kapely.