James, qui pratique la guitare rythmique, avait déjà ses membres : Ron McGovney à la basse et Lloyd Grant à la guitare solo. Le batteur Lars Ulrich fut alors pris en audition par les trois membres. James Hetfield ne fut pas très emballé par la prestation de ce dernier et décida de laisser tomber l'affaire en décidant d'assurer lui-même les prises de batterie pour l'instant. Après un départ prématuré du guitariste Lloyd Grant, James prit tout de suite comme remplaçant Dave Mustaine. Le groupe enregistra alors une démo intitulée The Mechanix avec le line up suivant :
James Hetfield : Guitare rythmique, batterie
Dave Mustaine : Chant, guitare solo
Ron McGovney : Basse
Quelques mois après son audition, Lars Ulrich appela James afin de lui annoncer une bonne nouvelle : une place pour une chanson sur la compilation Metal Massacre. Lars Ulrich est donc intégré dans le groupe comme batteur et la chanson Hit The Lights est alors enregistrée. Quelques semaines après, le bassiste Ron McGovney quitte le groupe. James chercha donc qui sera le remplaçant et fut très séduit par le jeu de Cliff Burton qui jouait alors au Whiskey A Gogo à Los Angeles. Cliff accepta la proposition de James et fut tout de suite intégré dans le groupe. Ce ne sera pas encore le dernier changement pour Metallica car le guitariste Dave Mustaine accumule les conneries telles que les bourrages de gueule tous les soirs. James, éternel leader du groupe, décida donc de virer Dave Mustaine (qui créera quelques années plus tard l'excellent groupe Megadeth) pour le remplacer par le guitariste d'Exodus : Kirk Hammett. Le groupe a enfin trouvé le bon line-up :
James Hetfield : Guitare rythmique, chant
Lars Ulrich : Batterie
Cliff Burton : Basse
Kirk Hammett : Guitare solo
Le groupe est alors prêt pour enregistrer son premier album : Metal Up Your Ass. Seul hic, la maison de disque n'acceptera pas ce titre jugé trop grossier. Le groupe se mit d'accord sur le titre Kill'em All qui fait allusion à leur rage envers la maison de disque.