Linkin Park voltou ao estúdio de gravação em 2006 para gravar novas canções. Para gravar o álbum, a banda escolheu o produtor Rick Rubin. Apesar de dizer que o álbum deveria estrear em 2006, o grupo decidiu atrasar o lançamento para 2007. A banda já havia gravado entre trinta e cinqüenta canções em agosto de 2006, quando Shinoda anunciou que o álbum já estava na metade. Bennington então afirmou que o novo álbum sairia do antigo nu metal que a banda costumava fazer. A Warner Bros. Records oficialmente anunciou que o novo disco, intitulado Minutes to Midnight, seria lançado em 15 de maio de 2007 nos Estados Unidos. Depois de catorze meses trabalhando no novo álbum, a banda decidiu retirar cinco faixas do álbum deixando apenas 12 músicas no CD. O título do disco faz referência ao Relógio do Apocalipse, prenunciado o tema do novo trabalho do Linkin Park. Minutes to Midnight vendeu mais de 600 mil cópias na primeira semana de vendas, uma das melhores estreias de anos recentes. O álbum também ficou no topo das paradas da Billboard.

O primeiro single do CD, “What I’ve Done” foi lançado em 2 de abril e estrou na MTV e na Fuse TV na mesma semana. O single foi muito bem recebido pelo público, tomando o primeiro lugar nas paradas Modern Rock Tracks e Mainstream Rock Tracks da Billboard. A canção também foi usada na trilha sonora do filme de 2007, Transformers. No fim do ano, a banda ganhou o prêmio “Artista Alternativo Favorito” da American Music Awards. Outros singles do CD também fizeram sucesso, como as canções “Bleed It Out”, “Shadow of the Day”, “Given Up” e “Leave Out All the Rest”, lançadas entre 2007 e 2008. A banda ainda fez uma colaboração com o rapper Busta Rhymes em seu single “We Made It”, lançado em 29 de abril de 2008.