Duet ostatecznie zaprosił Rodgersa na sesje Random Access Memories w Electric Lady Studios w Nowym Jorku, które przypadkowo było studiem, w którym nagrano pierwszy singiel Chic, a także znajdowało się w dzielnicy, w której Rodgers dorastał. Wyraził, że praca z Daft Punk "[czuła] się jak [...] współpraca z współczesnymi" oraz że motywowali się nawzajem do osiągania sukcesów podczas pracy nad albumem. Zauważył, że styl duetu ewoluował, jednocześnie eksplorując przeszłość muzyki, mówiąc, że "wrócili, by iść naprzód."
Większość sesji wokalnych do albumu odbyła się w Paryżu, natomiast sekcje rytmiczne nagrywano w Stanach Zjednoczonych. Efekty dźwiękowe zostały nowo nagrane przy pomocy ekspertów filmowych z Warner Bros. Zapytany, który z dwóch członków Daft Punk wykonał robotyczny wokal na albumie, Bangalter stwierdził, że to nie ma znaczenia. Duet produkował większość ścieżek wokoderowych we własnym prywatnym studiu w Paryżu, a późniejsze przetwarzanie wykonał Mick Guzauski w Capitol Studios.