ऑडियोस्लेव (Audioslave) का गठन जैक डी ला रोचा द्वारा रेज अगेंस्ट द मशीन (Rage Against the Machine) छोड़ने के पश्चात् बाकी सदस्यों द्वारा दूसरे गायक की खोज के दौरान हुआ। निर्माता और दोस्त रिक रुबिन ने सुझाव दिया कि वे कॉर्नेल से संपर्क करें। रुबिन ने मशीन बैंड के सदस्यों को उसकी क्षमता दिखने के लिए साउंडगार्डन का "स्लेव्स एंड बुल्डोज़र्स" (Slaves & Bulldozers) गीत भी बजाया. कॉर्नेल अपनी दूसरी सोलो एल्बम को लिखने की प्रक्रिया में थे, लेकिन टॉम मोरेल्लो, टिम कॉमेरफोर्ड और ब्रैड विल्क द्वारा संपर्क किये जाने पर उन्होनें उनके साथ काम करने का अवसर उठाने तथा इसे छोड़ने का निर्णय किया। मोरेल्लो ने कॉर्नेल के बारे में वर्णित किया: "वह माइक्रोफोन की ओर बढ़ा और गीत गाने लगा तथा मैं इस पर विश्वास नहीं कर सका. यह केवल अच्छा नहीं था। यह सुनने में केवल बहुत अच्छा नहीं था। यह उत्कृष्ट लग रहा था। और... जब पहले क्षण से एक अपूरणीय अनुभूति होती है, तो आप इससे इन्कार नहीं कर सकते." चौकड़ी ने 19 दिनों की रिहर्सल में 21 गीत लिखे और मई 2000 के अंत में स्टूडियो में काम शुरू करने लगे। 
नवम्बर 2002 में जारी हुई उनकी शुरूआती एल्बम, "ऑडियोस्लेव" ने "कोचीज़" (Cochise), "लाइक ए स्टोन" (Like a Stone) और "शो मी हाउ टू लिव" (Show Me How to Live) जैसे हिट परिणाम दिए और संयुक्त राज्य में ट्रिपल प्लैटिनम के दर्जे तक पहुँच गई। एल्बम की रिलीज़ से पहले बैंड लगभग ख़त्म होने के कगार पर था, कॉर्नेल शराब की समस्याओं से जूझ रहा था तथा ऑज़फेस्ट टूर का एक स्लॉट रद्द कर दिया गया। इस दौरान ऐसी अफवाह थी की कि कॉर्नेल ने खुद की नशा पुर्नवास केंद्र में जांच कराई थी। बाद में "मेटल हैमर" के साथ एक साक्षात्कार के दौरान उन्होनें इसकी पुष्टि की जो एक क्लिनिक पेफोन के माध्यम से किया गया था। "सैन डिएगो सिटी बीट" लेख में, कॉर्नेल ने विस्तार से बताया कि अपने पहले रिकॉर्ड को बनाने के दौरान वह "एक भयानक निजी त्रासदी" से गुज़रा, दो महीने तक पुर्नवास केंद्र में तथा अपनी पत्नी से अलग रहा। समस्याएं सुलझ गई थीं और इस समय वह शांत था। 2004 में अपनी दूसरी एल्बम को रिकॉर्ड करने के लिए विश्राम से पहले, बैंड ने 2003 में भ्रमण किया।

ऑडियोस्लेव की दूसरी एल्बम, "आउट ऑफ़ एग्ज़ाइल" (Out of Exile) मई 2005 में जारी हुई और इसने अमेरिकी चार्ट में पहले स्थान से शुरुआत की। तब से एल्बम को प्लैटिनम दर्ज़ा हासिल हो चुका है। एल्बम में "आउट ऑफ़ एग्ज़ाइल" (Out of Exile), "बी यूअरसेल्फ" (Be Yourself), "यूअर टाइम हैस कम" (Your Time Has Come) और "डज़न्ट रिमाइंड मी" (Doesn't Remind Me) जैसे एकल गीत शामिल हैं। कॉर्नेल ने स्वीकार किया कि 2002 के बाद से ही अपने जीवन में सकारात्मक परिवर्तनों से प्रभावित हो कर उन्होनें इस एल्बम में अपने अब तक के सबसे निजी गीत लिखे हैं। उन्होनें यह भी बताया कि एल्बम शुरूआती एल्बम से कहीं अलग है और गिटार रिफ्स पर कम निर्भर है। शुरुआत में आलोचकों ने ऑडियोस्लेव की तुलना रेज अगेंस्ट द मशीन तथा साउंडगार्डन के मिश्रण के रूप में की, लेकिन बैंड की दूसरी एल्बम "आउट ऑफ़ एग्ज़ाइल" में ध्यान दिया की उन्होनें अपनी अलग पहचान स्थापित की थी। एल्बम को ऑडियोस्लेव की शुरुआत की अपेक्षा अधिक सफलता मिली; आलोचकों ने कॉर्नेल के शक्तिशाली आवाज़ को नोट किया जो कि धूम्रपान और मद्यपान छोड़ने का परिणाम थी और "आउट ऑफ़ एग्जाइल" के बारे में यह उल्लेख किया की "बैंड का संगीत अपने स्वरूप को प्राप्त कर रहा है". ऑलम्यूज़िक ने एल्बम की प्रशंसा टिकाऊ, मज़बूत, कठोर और यादगार के रूप में की। हालांकि, गीत लेखन अभी भी एक सामान्य शिकायत थी; musicOMH.com ने लिखा कि कॉर्नेल के लिखे गए गीत "हास्यास्पद सीमा तक जारी हैं।" 6 मई 2005 को, ऑडियोस्लेव ने हवाना, क्यूबा में मुफ्त में एक शो किया। ऑडियोस्लेव 70,000 दर्शकों के सामे प्रदर्शन करके, क्यूबा में संगीत कार्यक्रम पेश करने वाला पहला अमेरिकी रॉक समूह बन गया। 4 मई को क्यूबा के संगीतकारों से बातचीत करने के लिए बैंड ने हवाना की यात्रा की। कॉर्नेल ने टिप्पणी की: "आशा है, इस संगीत कार्यक्रम से दोनों देशों के बीच के संगीत की सीमाओं को खोलने में मदद मिलेगी." 26 गीतों वाला संगीत कार्यक्रम अब तक किसी बैंड द्वारा बजाया गया सबसे लम्बे समय तक चलने वाला कार्यक्रम था।
2006 की शुरुआत में बैंड वापिस लौटा और अपनी तीसरी एल्बम की रिकॉर्डिंग की, क्योंकि उन्होनें अधिकतर सामग्री अपने भ्रमण के दौरान लिखी थी। सितम्बर 2006 मई बैंड ने "रिवीलेशन्ज़" (Revelations) शीर्षक से एल्बम जारी की। "रिवीलेशन्ज़" जो 1960 और 70 के दशक के फंक (funk) तथा आर एंड बी (R&B) के संगीत से प्रभावित थी। पहले दो एकल गीत "ओरिजिनल फायर" (Original Fire) तथा "रिवीलेशन्ज़" (Revelations) थे। उनकी तीसरी एल्बम के दो गीत "शेप ऑफ़ थिंग्स टू कम" (Shape of Things to Come) और "वाइड अवेक" (Wide Awake) को एल्बम की रिलीज़ से पहले, माइकल मैन (Michael Mann) की 2006 की फिल्म "मियामी वाइस" (Miami Vice) में भी प्रमुखता से दर्शाया गया था। मीडिया के अन्य स्वरूपों तक पहुंच तथा अपनी तीसरी एल्बम के लिए सकारात्मक आलोचनाओं की चर्चा के बावजूद, ऑडियोस्लेव ने इसे जारी करने के लिए भ्रमण नहीं किया। वे कॉर्नेल द्वारा 2006 की जेम्स बॉण्ड फिल्म "कैसिनो रॉयल" के शीर्षक गीत "यू नो माई नेम" को पूरा करने के लिए तथा मोरेल्लो मोनिकर के तहत द नाईटवाचमैन (The Nightwatchman) नामक उसकी एल्बम को पूरा करने के लिए, एकांत में चले गए।

ऑडियोस्लेव के सभी गीत कॉर्नेल द्वारा लिखे गए थे, जबकि सभी चार सदस्यों को संगीतबद्ध करने का श्रेय जाता था। उनके गीत लेखन की प्रक्रिया को विल्क द्वारा "रेज अगेंस्ट डी मशीन" से "अधिक सहयोगात्मक" तथा "संतोषजनक बताया गया है", जो "एक रचनात्मक लड़ाई थी।" कॉर्नेल ने पाया कि साउंडगार्डन के गीत लेखन का ढंग ऑडियोस्लेव से घटिया था। कॉर्नेल के गीत अधिकतर अराजनैतिक थे; ऑडियोस्लेव के मोरेल्लो उनकी "डरावने अस्तित्व वाली कविता" के रूप में व्याख्या करते थे। वे अपने रहस्यात्मक दृष्टिकोण द्वारा पहचाने जाते थे, जो अक्सर, अस्तित्ववाद, प्यार, स्वाभाविकता, आध्यात्मिकता और ईसाइयत जैसे विषयों पर काम करते थे। कॉर्नेल की नशीली दवाओं की लत तथा शराब की लत के साथ लड़ाई, लेखन तथा रिकॉर्डिंग प्रक्रिया का मुख्य कारक थी। हालांकि गायक ने स्वीकार किया कि पीने के दौरान वह "कभी भी प्रभावशाली ढंग से लिखने में समर्थ नहीं था" और शुरूआती एल्बम को रिकॉर्ड करने के बाद पुर्नवास केंद्र में भाग लिया, मोरेल्लो कहते हैं कि "रिवीलेशन्ज़" "पहला रिकॉर्ड था जिसमे उन्होनें [कॉर्नेल] रिकॉर्डिंग के दौरान धूम्रपान, शराब या नशीली दवाई नहीं ली." हालांकि, मोरेल्लो ने कहा: "आउट ऑफ़ एग्जाइल" एल्बम बनाने के दौरान क्रिस बिलकुल शांत था। क्रिस "रिवीलेशन्ज़" को बनाने के दौरान भी शांत था और रिकॉर्डिंग से पहले उसने धूम्रपान भी छोड़ दिया था। मैं किसी भ्रम या चिंता के लिए माफी माँगता हूँ जो मूल लेख के कारण उत्पन्न हुई है। संयम जीवन या मृत्यु का विषय हो सकता है और क्रिस द्वारा वर्षों तक अपना स्वास्थ्य बनाये रखने का साहस, एक प्रेरणा है।"

कॉर्नेल के अलग होने की खबरें जुलाई 2006 में उभरीं, जब अंदरूनी सूत्रों ने कहा कि तीसरी एल्बम के पश्चात्, वह सोलो कैरियर के लिए अलग हो जाएगा. गायक ने तुरंत अफवाहों का यह कहते हुए खंडन किया कि "हमने ऐसी अफवाहें सुनी हैं कि ऑडियोस्लेव हमेशा के लिए टूट रहा है। ... मैं हमेशा बस अनदेखा करता हूं [उन्हें]." 15 फ़रवरी 2007 को कॉर्नेल ने आधिकारिक रूप से ऑडियोस्लेव से खुद के अलग होने की घोषणा करते हुए कहा कि "न सुलझाये जा सकने वाले व्यक्तित्व के टकरावों तथा संगीत मतभेदों के कारण, मैं हमेशा के लिए ऑडियोस्लेव बैंड छोड़ रहा हूं. मैं यह कामना व्यक्त करता करता हूँ कि बाकी तीन सदस्य भविष्य में सबसे अच्छे प्रयास करें. जबकि बाकी अन्य तीन सदस्य रेज अगेंस्ट द मशीन के पुर्नगठन में व्यस्त थे, मोरेल्लो और कॉर्नेल में से प्रत्येक ने 2007 में अपनी एक एल्बम जारी की, ऑडियोस्लेव अंततः आधिकारिक तौर पर भंग हो गया था।

बचपन और प्रारंभिक जीवन
2001-2007: ऑडियोस्लेव (Audioslave)
अन्य कार्य
2007-2009: एकल गीतों की फिर से शुरुआत