Nakon turneje kojom su promovirali Badmotorfinger, Soundgarden je započeo rad na novom studijskom albumu.
Cornell je izjavio da su članovi imali mnogo više slobode pri pisanju pjesama, a Thayil je istaknuo da su mnogo više potrošili vremena na snimanje, nego kod prijašnjih albuma. Album je producirao Adam Kasper i 8. ožujka izlazi jedan od najbolje produciranih albuma 90-ih, Superunknown.
Album je zasjeo na vrh Billboardove liste i donio 5 singlova: Spoonman, The Day I Tried to Live, Black Hole Sun, My Wave i Fell on Black Days. Album je vrlo mračan, misteriozan i eksperimentalan, te sadrži elemente indijske glazbe. Video spot za pjesmu Black Hole Sun je postao veliki hit na MTV-u te je osvojio naggradu za najbolji hard rock video. 1995. pjesma Black Hole Sun osvaja Grammyja u kategoriji Najbolja hard rock izvedba, a Spoonman u kategoriji Najbolja metal izvedba. Također, Superunknown je nominiran kao najbolji rock album.
Sastav je započeo turneju u Japanu i istočnoj Aziji, a nastavio u Europi i SAD-u, ali otkazuju nekoliko nastupa zbog Cornellovih problema s glasnicama. 1995. izdali su EP Songs from the Superunknown.
Od svih albuma Saundgardena, album Superunknown im je doneo najveći uspjeh. Pjesma Rusty Cage se našla i u saundtreku u poznatoj igri GTA San Andreas.