Deerhunter se forme en 2001 à Atlanta (Géorgie, États-Unis) autour du guitariste et chanteur Bradford Cox. Les autres musiciens sont Moses Archuleta (batterie, claviers), Colin Mee et Lockett Pundt (guitares) et Josh Fauver (basse).
Dans un style musical hybride entre cold wave et noise rock, Deerhunter propose un premier album homonyme (parfois sous-titré Turn it Up, Faggot), publié par le label Stickfigure Records en 2004. Le groupe obtient une reconnaissance rapide des medias spécialisés qui voient dans le deuxième opus Cryptograms (Kranky, 2007) une descendance crédible à Sonic Youth. De multiples influences traversent le disque, divisé entre une partie mélodique et une autre plus expérimentale. L'EP Fluorescent Grey, issu des mêmes séances, suit dans la foulée.
Préférant le milieu underground à une trop grande exposition, le guitariste Colin Mee fait ses valises en août 2007. Son remplaçant, Whitney Petty, participe aux séances de l'album Microcastle, réalisé au printemps 2008. Celui-ci faisant l'objet d'un piratage bien avant sa parution prévue en octobre, le groupe décide de publier les bandes de travail en cours (Weird Era Cont.) sur un CD bonus, puis une sortie séparée en octobre. Cela n'empêche guère Microcastle et sa pop atmosphérique de recevoir un accueil critique chaleureux.
Entre deux albums de Deerhunter, le leader torturé Bradford Cox, atteint du syndrome de Marfan à l'origine de sa maigreur squelettique, a également sorti un album sous le nom d'Atlas Sound en 2008 (Let the Blind Lead Who Can See But Cannot Feel). En 2010, il retrouve son groupe d'origine pour l'album Halcyon Digest. Le son garage et volontairement brouillon se mêle aux influences minimalistes et psychédéliques de son successeur Monomania (2013), produit par le Français Nicolas Vernhes. C'est également le premier enregistrement avec le bassiste Josh McKay, en remplacement de Josh Fauver (qui décède en 2018).
Deux ans plus tard, pour Fading Frontier, Deerhunter remet son destin discographique entre les mains du producteur Ben H. Allen III, qui les avait aidés à mettre au point Halcyon Digest. Ce dernier se retrouve associé à Cate LeBon, également chanteuse et instrumentiste sur le huitième album Why Hasn't Everything Already Disappeared? (2019), au côté de Tim Presley alias White Fence, à la guitare sur un titre.