Hybrid Theory est sortit le 24 Octobre 2000. L'album, qui représente une demi-décennie de travail de la part du groupe a été édité par le producteur de musique Don Gilmore. Hybrid Theory fut bien reçu par les fans, en effet le groupe a vendu plus de 4.8 millions d'exemplaires en deux mois. Il sera ensuite l'album le plus vendu en 2001. Des titres comme "Crawling" ou "One Step Closer" deviennent de grands classiques sur les radios de Hard Rock de l'époque. En outre, d'autres titres sont utilisés comme bande son dans les films Dracula 2001, Little Nicky et Valentine. Hybrid Theory est nommé pour trois Grammy Awards: "Meilleur Révélation de l'année", "Meilleur Album Rock" et "Meilleur Chanson Hard Rock de l'année (pour Crawling)". MTV décerna à la bande les awards du "Meilleur Clip Rock" et de la "Meilleur Réalisation" (pour "In The End"). Grâce au Grammy Award "Meilleur Performance Hard Rock", le succès du groupe est total et Linkin Park est désormais installé comme une référence du Hard Rock et comme le groupe fondateur du Nu-Metal.
Pendant ce temps, la bande reçoit de nombreuses invitations pour des festivals musicaux et des concerts, notamment de la part de Ozzfest, The Family Values Tour et "KROQ Almost Acoustic Christmas". Le groupe décide alors de créer sa propre tournée, Projekt Revolution, qui présentera des artistes comme Snoop Dogg, Cypress Hill, Placebo ... En une année, Linkin Park a effectué plus de 320 concerts! Leurs expériences et leurs représentations ont été regroupées dans leur premier DVD, Fart Party at the Pankake Festival, sortit en Novembre 2001.
L'ancien bassiste Dave Farrell les ayant rejoint, le groupe commence à travailler sur un album remix, baptisé Reanimation, qui comprendra des oeuvres de Hybrid theory EP et Hybrid Theory avec la participation de Black Thought, Jonathan Davis, Aaron Lewis et bien d'autres... Reanimation est sortit le 30 juillet 2002 et prit la seconde place du Billboard 200. Il fut vendu à 270 000 exemplaires au cours de sa première semaine.