Er wurde als einer der Pioniere der Grunge-Ära für das Schreiben eine Reihe von Hits für Soundgarden, darunter die Grammy prämierten Songs “Black Hole Sun” und “Spoonman”, angekündigt 1991 gründete Chris Temple of the Dog, schrieb den Klassiker “Hunger Strike”, ein Duett mit Pearl Jam-Frontmann Eddie Vedder. Im Jahr 2000 schloss Cornell sich den ehemaligen Rage Against the Machine-Mitglieder (Tom Morello, Tim Commerford und Brad Wilk) in Audioslave an und schrieb eine Reihe der Band Hits wie “Like a Stone”, “Be Yourself” und “Doesn’t Remind Me”.

Cornell Karriere als Songwriter für Filme beinhaltete solche Lieder wie “Can’t Change Me,” und “Mission”, aus dem Soundtrack zu Mission Impossible II sowie Hit Titelsong “You Know My Name” für den James Bond-Thriller Casino Royale. Seine Songs wurden von verschiedenen Künstlern wie Johnny Cash, Alice Cooper u.v.m. aufgenommen.