После того как Metallica увидела, как играет группа Trauma, коллектив попросил басиста Клиффа Бёртона присоединиться к ним, заменив тем самым менее профессионального Макговни. Бёртон согласился, но с условием, что группа переедет в его родной город Сан-Франциско. Группа с радостью приняла это предложение. В их родном Лос-Анджелесе в основном были представители глэм-метала, и Metallica не чувствовала себя «в своей тарелке», выступая на концертах, в то время как в Сан-Франциско их принимали, знали песни и тексты в основном благодаря No Life 'Till Leather. К концу 1982 года тяжелый переезд закончился и группа окончательно осела в Сан-Франциско. С Клиффом Бёртоном группа записала Megaforce Demo. После того как группа зарекомендовала себя важной единицей в Bay Area thrash metal, Metallica поехала в Нью-Йорк в 1983 году. Группа подписала контракт с новым лейблом Megaforce Records. Во время тяжелого переезда в Нью-Йорк, Хэтфилд и Ульрих решили, что становится всё сложнее выдерживать агрессивное и взрывное поведение Мастейна. Ему предложили покинуть группу, и в качестве соло-гитариста был приглашён Кирк Хэмметт из группы Exodus. После ухода из Metallica Дэйв Мастейн создал свою собственную группу Megadeth, которая достигла огромных успехов.
Поздней весной 1983 года группа отправилась в Рочестер (Нью-Йорк), чтобы записать свой первый альбом Kill 'Em All. Альбом продавался не очень хорошо, но группа получила растущую фанатскую базу из среды метала. Годом позже Metallica выпустила альбом Ride The Lightning. Включение в альбом более медленной, интроспективной песни «Fade To Black» выгодно выделило Metallica из большинства других трэш-метал-групп.