Cliff Burton fue bajista de Metallica desde el año 1983 con la salida de Ron McGovney. Un 5 de marzo del mismo año daba su primer concierto con la banda y 4 meses más tarde lanzaba el disco: ''Kill 'em all'' junto a James Hetfield, Lars Ulrich y Kirk Hammett. En este álbum está incluido un solo de bajo llamado ''(Anesthesia) Pulling teeth'' que Cliff compuso con su anterior banda: Trauma.
En 1984 lanzan su segundo álbum titulado Ride the lightning. Este disco tiene una gran influencia de Cliff a través de todo el álbum.Una de las canciones más destacadas es el instrumental ''The call of Ktulu'', donde Cliff ejecuta brillantes solos. Otro punto a destacar es For whom the bell tolls, un tema en la que Cliff ejecuta un solo melódico con uso de la distorsión en la introducción.
En 1986 Metallica lanza el ''Master of puppets'' que tuvo un gran éxito, siendo catalogado como uno de los mejores discos del Thrash Metal. La más importante influencia de Cliff en el álbum es la séptima canción, el instrumental ''Orion'', canción compuesta casi enteramente por Cliff.
Ese mismo año la banda estaba de gira en Suecia y luego de un concierto la banda tomo el autobus para dirigirse de Estocolmo a Copenhague para su próxima presentación. A principios de esa misma noche, la banda eligió cartas al azar para asignarse los puestos en que dormirían, ya que todos querían dormir en la cama de Kirk Hammett. Cliff sacó un as de picas y, al ser el más alto, eligió dicho puesto.
Alrededor de las 6:15 de la mañana, el conductor perdió el control del autobús y trató de enderezar el volante para volver a la carretera. El autobús empezó a patinar fuera de control y rodó varias veces antes de llegar a su fin. Cliff salió despedido del autobús y éste le cayó encima. La banda salió del autobús y encontraron a Burton aplastado por el bus de la espalda hacia arriba. Para muchos, Cliff seguía vivo en ese momento, pero toda esperanza cayó cuando la grúa alzó al autobus y este volvió a caerse al suelo, justo sobre el cuerpo de Cliff.
A una temperatura de 3,7 °C James fue a buscar unas supuestas placas de hielo, causantes del accidente según el conductor, pero Hetfield caminó por kilómetros y no encontró ninguna.
Luego de su llegada al hotel Kirk vió a James ebrio, gritando en la calle: ''Cliff, Cliff, ¿Dónde estás?''
El funeral de Cliff Burton se llevó acabo el 7 de octubre de 1986, en Chapel Of The Valley en la localidad de Castro Valley, California. Fue incinerado, y sus cenizas fueron repartidas en el Rancho de Maxwell.
Al finalizar el funeral se escuchó la música ''Orion''.
Luego de su muerte Metallica lanzó el DVD ''Cliff 'em all'', el cual contenía grabaciones recopiladas de conciertos de Cliff, a lo largo de su trayectoria junto a Metallica.