Le thrash metal tire ses racines dans plusieurs autres genres. On peut retrouver des influences du Punk (Sex Pistols, The Clash, The Ramones et le groupe britannique Discharge, précurseur entre autres du crustcore), de speed metal (Judas Priest, Motörhead) et de hard rock (Thin Lizzy) et de « biker rock » américain (Bob Seger, Lizzy Borden). Il était très fréquent au début du mouvement de même discerner l'influence du Rock progressif, surtout chez Metallica, où cela était flagrant avec les changement de signatures temporelles, et on peu aussi citer, dans une moindre mesure, les compositions alambiquées de Megadeth, mais c'est le groupe Iced Earth qui remporte la palme du Thrash progressif et mélodique, avec des compositions oscillants jusqu'à 16 minutes. Des groupes tels que Anthrax et Slayer étaient beaucoup plus proche du hardcore que du rock prog, tandis que des groupes comme Annihilator et les débuts de Megadeth affichaient un dexterité hors du commun dans leurs riffs techniques à souhait. Par la suite, on apprendra à reconnaître "Le Carré d'As" du thrash, avec aux commandes Slayer, Megadeth, Anthrax et Metallica, comme la référence en terme de Thrash Metal, même si des groupe comme Exodus et Testament peuvent aussi faire office de référence. On distingue aussi en Allemagne trois principaux protagonistes , que sont Sodom, Kreator, et Destruction.
La plupart des caractèristiques du thrash, comme l'utiliasation abusive de la seconde mineure, le D-beat/Blast-beat à la batterie, les soli dissonants dingues de rapidité popularisés par Slayer et la voix rageuse, nous viennent directement du post-punk hardcore, et surtout de Hear Nothing See Nothing Say Nothing de Discharge, qui réunis toute ces caractèristiques. On peu citer dans la même catégorie : l'éponyme de Killing Joke (et sa chanson The Wait) et Troops of Tomorrow de The Exploited. Dans la scène Heavy Metal, des groupes tels Motorhead, pour sa vitesse ("Ace Of Spades"), et Judas Priest, pour ses riffs acérés et son imagerie "cuir/clou/cartouchière" ("Exciter"), ont aussi grandement influancé Metallica et consort. On peut aussi citer Black Sabbath pour ses quelques riffs aux sonorités très inovatrices complètement éloignées de la scène Hard Rock de l'époque, comme sur la chanson éponyme, "Electric Funeral" ou "Symptome of the Universe" (Utilisation de dissonances, qui fait disparaître totalement le côté festif du Rock en général pour annoncer quelque chose de beaucoup plus noir et pessimiste).
Mais le premier morceau que l'on peut réellement qualifier de thrash metal est une chanson du groupe new-yorkais Overkill de 1981, nommée Unleash the Beast Within. Dans la foulée, le groupe californien éphémère Leather Charm (première formation du guitariste et chanteur de Metallica James Hetfield) écrit Hit the light, qu'il reprendra plus tard avec Metallica.
C'est fin 1981 que sort ce que l'on peut appeler la première démo du thrash : Red Skies, de Metal Church. Metallica leur emboîta le pas en avril puis en juillet 1982, avec leur deux démos Power Metal et No Life 'til Leather.
Le premier album de thrash metal est l'œuvre de Metallica, Kill 'Em All sort en juillet 1983. Dans le même temps, en Europe, le thrash metal débute également mais est globalement moins rapide que son homologue états-unien, on peut notamment citer le groupe danois Artillery parmi les tous premiers.