Metheny vokste opp i en svært musikalsk familie, og begge foreldrene var dyktige amatørmusikere. Som åtteåring begynte han å spille trompet som broren Mike, men skiftet til gitar fire år senere, etter å ha hørt The Beatles for første gang. Som 15-åring spilte han med de beste jazzmusikerne i Kansas City, og i en alder av 18 ble han gitarlærer ved University of Florida. Det store gjennombruddet kom i 1974, da han ble medlem i den amerikanske vibrafonisten Gary Burtons kvartett.