1969. január 12-én, nem sokkal az első turné után megjelent a zenekar nevét viselő debütáló album. A blues, a folk és a keleti zene hatásai a gitárhang torzításával együtt a heavy metal egyik alapművévé tették. A kor szokása szerint a kiadó csak az elővételi előjegyzések száma alapján tárgyalt a zenekarral: az első és egyetlen eset, hogy egy bemutatkozó album már elővételben platinalemez lett.

Bár a Led Zeppelin korai dalai ismert bluesokon alapultak, több daluknak – például a "Good Times Bad Times"-nak vagy a "Communication Breakdown"-nak – jellegzetes, kemény hangzása volt. A "Black Mountain Side" középpontjában az akusztikus gitár áll, a "Babe I'm Gonna Leave You"-ban pedig az akusztikus és elektromos hangszerek egyformán fontos szerepet kapnak. Az album központi darabja, a "Dazed and Confused" legismertebb részei a dal elején hallható, basszusgitáron játszott dallam, valamint Page virtuóz gitárszólója. Ez és a "How Many More Times" azért is különleges, mert ezekben Page hegedűvonóval játszott a gitáron. Page később gyakran játszott így mind stúdióban, mind koncerteken. A legtöbb dalban Plant és Page „felelget” egymásnak: ha Page játszik egy dallamot, azt Plant énekelve megismétli, vagy fordítva. Ezt a technikát koncerteken és későbbi albumaikon is előszeretettel alkalmazták.

Az "I Can't Quit You Baby"-t Willie Dixon, a "You Shook Me"-t pedig Dixon és J. B. Lenoir írta. Jeff Beck Truth című albumára szintén felvette a "You Shook Me"-t. A Led Zeppelin változata hat hónappal Beck albuma után jelent meg, így Beck plagizálással vádolta a zenekart. Stephen Davis Hammer of the Gods című könyve szerint ez vezetett Page és Beck kapcsolatának megromlásához.

Az albumot általában kedvező kritika fogadta, viszont néhányan rossznak tartották. Utóbbiak közül John Mendelsohn Rolling Stone magazinban megjelent kritikája a legismertebb, melyben a feketék zenéjének ellopásával, fekete zenészek utánzásával és túlzott hivalkodással vádolta a zenekart. Ennek nyomán a zenekar és a lap kapcsolata hosszú ideig meglehetősen rossz volt. A Led Zeppelin sosem adott interjút a magazinnak, és a vezércikkben sem szerepelt.

A következő évben az album borítója különös fogadtatásra lelt: az 1970. február 28-i koppenhágai koncerten a zenekarnak The Nobs néven kellett fellépnie, ugyanis Eva von Zeppelin (a feltaláló rokona) a borító láttán azzal fenyegetett, hogy megakadályozza az előadás megrendezését.