Rebel Heart
Sáng tác và thu âm

Hai trong số các cộng sự của Madonna trong album là Avicii () và Diplo ().
Vào tháng 3 năm 2014, Madonna bắt đầu đăng tải nhiều hình ảnh lên Instagram, ám chỉ về những nhạc sĩ và cộng sự tiềm năng cho album mới thông qua các hashtag. Đầu tiên, bà đăng bức ảnh về việc bước vào phòng thu cùng với DJ và nhà sản xuất người Thụy Điển Avicii. Vào tháng 4 năm 2014, nhà sản xuất thu âm Carl Falk đã chia sẻ với tờ Dagens Nyheter về những buổi thu âm album. Anh nhớ lại rằng 11 bản demo với đàn guitar acoustic và piano đã được thu chỉ trong vòng một tuần tại Henson Recording Studios ở Hollywood. Quản lý của Avicii là Arash "Ash" Pour Nouri đã chọn ra sáu người. Họ được chia thành hai nhóm, nhóm đầu tiên bao gồm Falk, Rami Yacoub và Savan Kotecha; nhóm thứ hai bao gồm Salem Al Fakir, Vincent Pontare và Magnus Lidehäll. Avicii làm việc với cả hai nhóm để tạo ra các bản demo, trong khi Madonna đến phòng thu vào buổi chiều hôm trước và ở lại đến 7 giờ sáng hôm sau. Bà hợp tác chặt chẽ với cả hai nhóm trong quá trình sáng tác và chỉnh sửa giai điệu, cũng như là người chịu trách nhiệm dẫn dắt toàn bộ tiến trình này.
Vài ngày sau, Madonna đăng tải một bức ảnh chụp cảnh hoàng hôn với dòng chữ "Rebel Heart" phía trên, kèm theo một đoạn chú thích được giới truyền thông cho là lời bài hát mới. Những câu được đăng tải là: "Day turns into night. I won't give up the fight. Don't want to get to the end of my days... saying I wasn't amazed." Những hình ảnh khác cho thấy Madonna cùng với ca sĩ Natalia Kills đứng trước micrô, bên cạnh Martin Kierszenbaum – nhà sáng lập kiêm chủ tịch Cherrytree Records, giám đốc điều hành cấp cao mảng A&R của Interscope Records, hãng thu âm của Madonna. Đến giữa tháng 4 năm 2014, bà cũng tiết lộ trên Instagram tên của các nhạc sĩ Toby Gad và Mozella cùng nhà sản xuất thu âm Symbolyc One thông qua những hình ảnh họ đang làm việc trong phòng thu. Đội ngũ nhân sự tham gia dự án lần này còn có thêm nhà sản xuất Ariel Rechtshaid và kỹ sư âm thanh Nick Rowe.
"Tôi đã không kỳ vọng quá nhiều vào lần đầu tiên làm việc cùng với Madonna. Có lẽ bởi vì cô ấy là một trong những ngôi sao nhạc pop vĩ đại nhất mọi thời đại. Tôi nghĩ cô ấy sẽ chỉ coi tôi như bao nhà sản xuất khác đang làm việc trong một dự án âm nhạc đồ sộ. Tuy nhiên, Madonna đã cho tôi thấy một đẳng cấp hoàn toàn khác của sự tận tâm và tác phong làm việc nghiêm túc từ thế hệ đi trước trong việc sáng tác."
—Diplo nói về việc hợp tác với Madonna.
Vào tháng 5 năm 2014, Madonna đăng tải một bức ảnh selfie trong đó bà chia sẻ về việc hợp tác với DJ người Mỹ Diplo. Nữ ca sĩ đã mời anh tham dự bữa tiệc Oscar thường niên của mình, nhưng anh không thể tới. Sau đó, họ bắt đầu trao đổi về âm nhạc qua tin nhắn và quyết định hợp tác trong album mới. Madonna đã yêu cầu anh cung cấp bản thu âm "điên rồ nhất" của mình cho album. Cùng nhau, họ sáng tác và thu âm 7 bài hát. Diplo nói thêm, "Những bản nhạc này sẽ có âm hưởng rất độc đáo. Chúng tôi thực sự đã phá vỡ những giới hạn trong quá trình sáng tác... [Cô ấy] luôn sẵn sàng đón nhận các thử thách mới. Tôi rất thích khi một nghệ sĩ mang lại sự tự tin cho nhà sản xuất, và Madonna đã rất cởi mở với những ý tưởng của tôi".
Một ca khúc được sáng tác dựa trên đoạn hook mà Madonna đã hát trong phòng thu; Diplo mô tả nó là "cực kỳ dị". Một bài hát khác, sau này được xác nhận là "Living for Love", đã được thu âm gần 20 phiên bản khác nhau, từ ballad piano đến EDM. Cuối cùng, Madonna và Diplo đã thống nhất chọn một phiên bản dung hòa giữa cả hai phong cách này. Rechtshaid và nam ca sĩ người Anh MNEK cũng tham gia vào những buổi viết nhạc, góp phần cải thiện các verse của bài hát. Diplo xác nhận một ca khúc khác có tên "Bitch I'm Madonna", anh tin rằng ca khúc này sẽ phá vỡ những giới hạn về ca từ trong một bài hát nhạc pop. Alicia Keys cũng góp mặt trong album với phần chơi piano trong "Living for Love". Madonna đã xác nhận hai ca khúc khác, "Messiah" và "Devil Pray", trong nhiều cuộc phỏng vấn khác nhau. Vào năm 2022, Madonna đã gọi Rebel Heart là album "căng thẳng nhất" mà bà từng thực hiện do có quá nhiều cộng sự tham gia.