Produit par Butch Vig et le groupe, cet album a été enregistré dans 8 villes différentes des Etats-Unis : Austin, Chicago, Los Angeles, Nashville, New Orleans, New York, Seattle, et Washington, D.C. Bien que ce ne soit pas la bande originale officielle, Sonic highways partage son titre avec la série documentaire de Dave Grohl pour HBO, décrite par son auteur comme une lettre d'amour à la musique américaine. Pour les besoins de l'album et de la série, Grohl, Taylor Hawkins, Nate Mendel, Chris Shiflett et Pat Smear ont écrit et enregistré une chanson dans chaque ville en s'inspirant du patrimoine musical de chaque région.