Kulisy i proces twórczy Piąty studyjny album zespołu, AM, został wydany we wrześniu 2013 roku i spotkał się z uznaniem krytyków, przynosząc grupie nowy poziom komercyjnego sukcesu na całym świecie. W kwietniu 2016 roku inny projekt Alexa Turnera, Last Shadow Puppets, wydał swój drugi album studyjny Everything You've Come to Expect. Rok później Turner był współproducentem debiutanckiego albumu Alexandry Savior Belladonna of Sadness z Jamesem Fordem. Były to jedyne wydania Turnera od albumu AM, do czasu rozpoczęcia prac nad Tranquility Base Hotel & Casino.
Po międzynarodowym sukcesie AM, Turner poczuł "wypalenie się" i miał problemy ze znalezieniem kierunku dla nowego albumu. Po napisaniu Sweet Dreams, TN z Everything You've Come to Expect stracił zainteresowanie pisaniem piosenek o miłości, przyjaciele muzyka zasugerowali mu chwilowe wstrzymanie się od pisania i komponowania, do momentu aż odbuduje w sobie wenę twórczą. Na początku 2016 roku, oglądając film Federico Felliniego pt. „8½”, Turner zwrócił swoje zainteresowanie na styl twórczy tego filmu, przedstawieniem w nim wspomnień z dzieciństwa i nawiązań do gatunku science fiction. Piosenki do albumu zaczął pisać na fortepianie Steinway Vertegrand, który otrzymał w prezencie na 30 urodziny od managera Arctic Monkeys, Iana McAndrew.