Через год после основания группы музыкантами было записано демо, запись которого обошлась в 800 долларов, в результате чего на группу обратили внимание на "Roadrunner Records", где в 1994 был выпущен их дебютный альбом "Burn My Eyes", перед записью которого группу и покинул барабанщик Тони Костанца. Этот альбом многими рок-изданиями того времени был назван лучшим дебютным альбомом года. Сразу после выпуска своего первого альбома группа уезжает в турне, которое длится 17 месяцев, не дождавшись окончания которого из группы уходит и Крис Контос, принятый вместо Тони Констанца. Барабанщиком на время, оставшееся до конца турне, становится Уолтер Райан. В итоге с 1995 года ударником становится Дэйв МакКлейн, который входит в состав группы до настоящего времени.
25 марта 1997 года "Machine head" был выпущен второй их альбом - "The More Things Change". После выпуска этого альбома также было организовано турне, во время которого участники группы пристрастились к наркотикам и алкоголю. Из состава, чтобы присоединиться к "Soulfly", уходит Логан Мейдер, вместо которого гитаристом становится Ару Ластер.
В начале 1999 года группа совместно со знаменитым продюсером Россом Робинсоном готовит к выпуску третий по счёту альбом "The Burning Red", который выходит в августе и продаётся большим тиражом по всему миру. 2 октября 2001 года записан четвертый альбом группы - "Supercharger". В данный альбом должна была войти композиция "Crashing Around You", которая была заменена на другую ("Deafening Silence") в связи с событиями 11 сентября. После выпуска альбома в результате музыкальных разногласий группу покинул Ару Ластер. Гитаристом становится Фил Деммел, который ранее уже играл с Робертом Флинном в группе "Vio-lence".
Свой первый концертный альбом "Machine Head" выпускает в 2003 году совместно с продюсером Колином Ричардсоном. Он называется "Hellalive". Следующий альбом продюссирует сам Флинн. "Through The Ashes Of Empires" группа записывает весной 2004 года, после чего в этом же году снимает клип на песню "Imperium". В 2005 году группа выступает на фестивале "Wacken Open Air" перед 40000 аудиторией в качестве хедлайнеров, а осенью выпускает сой первый DVD под названием "Elegies". В 2007 году после записи альбома "The Blackening", который является шестым в архиве группы, и по мнению критиков, одним из самых лучших их альбомов, "Machine Head" отправляются в тур по Северной Америке. Снимаются клипы на песни "Halo" и "Now I Lay Thee Down".
Москву "Machine Head" посещают в 2008 году, где был организован всего лишь один концерт.
