Soundgarden nació en Seattle a mediados de los años ochenta, con raíces en una banda de covers llamada The Shemps, en la que participaban el bajista Hiro Yamamoto y el baterista y cantante Chris Cornell. Tras la disolución de The Shemps, Cornell y Yamamoto comenzaron a tocar juntos y pronto se les unió Kim Thayil, un guitarrista que se había mudado a Seattle junto con Yamamoto y Bruce Pavitt, quien más tarde fundaría el sello Sub Pop. La banda se formó oficialmente en 1984 con Cornell en la batería y la voz, Yamamoto en el bajo y Thayil en la guitarra. El nombre Soundgarden fue tomado de una escultura sonora ubicada en una propiedad de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica en Seattle.
Inicialmente, Cornell tocaba la batería mientras cantaba, pero en 1985 contrataron a Scott Sundquist para que se encargara de la percusión, permitiendo que Cornell se centrara exclusivamente en la voz.

Con esta formación, la banda realizó varias presentaciones en vivo. Sus primeras grabaciones fueron tres canciones incluidas en el álbum recopilatorio Deep Six, lanzado en 1986 por C/Z Records, que también presentaba a otras bandas emergentes del movimiento grunge como Green River, Malfunkshun y The Melvins. Ese mismo año, Sundquist dejó la banda para dedicarse a su familia y fue reemplazado por Matt Cameron, baterista de Skin Yard, consolidando así una formación más estable.
La banda llamó la atención de Jonathan Poneman, DJ de la emisora KCMU, quien quedó impresionado tras verlos tocar en vivo. Poneman se ofreció a financiar un lanzamiento y se asoció con Bruce Pavitt para crear el sello Sub Pop. Soundgarden firmó con Sub Pop y lanzó su primer sencillo, Hunted Down, en 1987, cuya cara B, “Nothing to Say”, apareció en una recopilación promocional que atrajo el interés de varias discográficas. A través de Sub Pop, la banda publicó los EP Screaming Life (1987) y Fopp (1988), que más tarde se combinaron en un solo lanzamiento en 1990.

Aunque varias grandes discográficas mostraron interés en la banda, Soundgarden optó por firmar con SST Records, un sello independiente, para lanzar su álbum debut, Ultramega OK, en octubre de 1988. El disco mostraba una mezcla de influencias del punk y el heavy metal, y su video musical “Flower” obtuvo rotación en el programa 120 Minutes de MTV. El álbum les valió una nominación al Grammy en la categoría de mejor interpretación de metal en 1990. Tras una gira nacional y otra europea en 1989, la banda firmó con A&M Records, lo que generó cierta desconfianza entre su base de seguidores más fieles, acostumbrados a su identidad independiente.
Con A&M, lanzaron su segundo álbum, Louder Than Love, en septiembre de 1989. El disco incluía letras provocativas que causaron problemas de distribución, especialmente en las canciones “Hands All Over” y “Big Dumb Sex”. A pesar de ello, el álbum entró en la lista Billboard 200, alcanzando el puesto 108. Antes de la gira promocional, Yamamoto dejó la banda para retomar sus estudios universitarios y fue reemplazado por Jason Everman, exmiembro de Nirvana. Soundgarden realizó giras por América del Norte y Europa como teloneros de Voivod y Faith No More. Sin embargo, Everman fue despedido tras la gira, y en 1990 se lanzaron el EP Loudest Love y el video recopilatorio Louder Than Live.

Ben Shepherd se incorporó como nuevo bajista y aportó un enfoque fresco y creativo a la composición. Con esta formación, la banda grabó su tercer álbum, Badmotorfinger, lanzado en octubre de 1991. El primer sencillo, “Jesus Christ Pose”, generó controversia por su video, que fue prohibido por MTV debido a acusaciones de contenido anticristiano.

La banda recibió amenazas de muerte durante su gira en el Reino Unido, aunque Cornell aclaró que la canción criticaba a figuras públicas que usaban la imagen de Cristo para victimizarse.

Aunque el álbum fue eclipsado inicialmente por el éxito de Nevermind de Nirvana, el auge del grunge benefició a Soundgarden, que logró difusión en radio y televisión con los sencillos “Outshined” y “Rusty Cage”. Badmotorfinger fue nominado al Grammy al mejor metal en 1992 y se ubicó entre los 100 álbumes más vendidos del año. La banda realizó extensas giras, incluyendo una como telonera de Guns N’ Roses en la gira Use Your Illusion, y también participó en Lollapalooza 1992. Ese mismo año, lanzaron una edición especial del álbum con un segundo disco que incluía una versión de “Into the Void” de Black Sabbath, nominada al Grammy en 1993. Además, aparecieron en la película Singles, interpretando “Birth Ritual”.
Tras la gira de Badmotorfinger, Soundgarden comenzó a trabajar en su cuarto álbum, Superunknown, lanzado en marzo de 1994. Este disco marcó su consagración comercial y artística, debutando en el número uno de la lista Billboard 200. Sus sencillos —“Spoonman”, “Black Hole Sun”, “The Day I Tried to Live”, “My Wave” y “Fell on Black Days”— se convirtieron en himnos del rock alternativo. Líricamente oscuro, el álbum exploraba temas como la depresión, el suicidio y el abuso de sustancias, inspirado en parte por la poesía de Sylvia Plath. Musicalmente, incorporó elementos experimentales, incluyendo influencias de la música india y del Medio Oriente.
El video de “Black Hole Sun” se convirtió en un fenómeno en MTV, ganando premios en los MTV Video Music Awards y en los Clio Awards. Soundgarden obtuvo dos Grammys en 1995: uno por “Black Hole Sun” en la categoría de hard rock y otro por “Spoonman” en metal.

Superunknown fue certificado cinco veces platino en Estados Unidos y sigue siendo su álbum más exitoso. La banda realizó giras por Oceanía, Japón, Europa y Estados Unidos, pero en 1994 tuvo que cancelar varios conciertos debido a problemas vocales de Cornell. En 1995, lanzaron el EP Songs from the Superunknown y el CD-ROM interactivo Alive in the Superunknown.
Tras la gira mundial de Superunknown, la banda inició la grabación de su quinto álbum, Down on the Upside, que produjeron ellos mismos. Durante las sesiones surgieron tensiones, especialmente entre Cornell y Thayil, debido al deseo de Cornell de alejarse del sonido pesado característico de la banda. El álbum, lanzado en mayo de 1996, era más acústico y menos oscuro en sus letras, con canciones de autoafirmación. Aunque generó sencillos como “Pretty Noose”, “Burden in My Hand” y “Blow Up the Outside World”, no alcanzó el éxito comercial de su predecesor.
La gira mundial de 1996, que incluyó una participación en Lollapalooza junto a Metallica, exacerbó las tensiones internas. En el último concierto, en Honolulu en febrero de 1997, Shepherd arrojó su bajo y abandonó el escenario. Poco después, el 9 de abril de 1997, la banda anunció su separación. Su último lanzamiento fue la recopilación A-Sides, publicada en noviembre de 1997, que incluía la canción inédita “Bleed Together”.

Tras la disolución, los miembros siguieron carreras paralelas. Cornell lanzó álbumes en solitario y formó Audioslave con exmiembros de Rage Against the Machine. Thayil participó en proyectos colaborativos, incluyendo una actuación con Jello Biafra y Krist Novoselic. Cameron se unió a Pearl Jam como baterista permanente, mientras que Shepherd colaboró con Mark Lanegan y otros artistas. A lo largo de los años, hubo especulaciones sobre una posible reunión, especialmente tras una presentación en 2009 en la que los miembros de Soundgarden asistieron juntos a un concierto de Pearl Jam.

En enero de 2010, Cornell insinuó una reunión a través de Twitter, lo que desató una ola de expectativas. La banda confirmó su regreso y lanzó el recopilatorio Telephantasm en 2010. En 2011, anunciaron una gira y comenzaron a grabar un nuevo álbum, King Animal, producido por Adam Kasper, que se lanzó en noviembre de 2012. La banda realizó giras internacionales y recuperó su presencia en el escenario.
En 2014, lanzaron el box set Echo of Miles, que recopilaba rarezas y material inédito. En 2015, comenzaron a trabajar en un nuevo álbum. Para mediados de 2016, ya tenían seis canciones listas. Sin embargo, el 18 de mayo de 2017, Chris Cornell fue hallado muerto en su habitación de hotel en Detroit tras un concierto. Su fallecimiento llevó a la cancelación inmediata del resto de la gira.
Tras la muerte de Cornell, los miembros restantes no tomaron una decisión inmediata sobre el futuro de la banda. Thayil expresó que era improbable que continuaran bajo el nombre de Soundgarden. En enero de 2019, participaron en un concierto tributo a Cornell en Los Ángeles, donde interpretaron varias canciones con vocalistas invitados. Aunque han expresado interés en finalizar el álbum inacabado, enfrentan obstáculos legales relacionados con los archivos vocales de Cornell, cuyo uso les ha sido negado.