A játékok hangulatának megteremtésében nagy szerepet játszanak a zenék és hangeffektek. A BioShock ezen a téren is kiemelkedik. Az Irrational Games Garry Schyman-t kérte fel a zenékkel kapcsolatos munka elvégzésére. Szerencsére a szóban forgó úriember rajong a korai 20. század iránt, így a korhűség nem szenvedett csorbát. Egyedi, hátborzongató muzsikát kellett komponálnia. Az egyediség fontos volt, mert a készítők azt akarták, hogy a dallamok a BioShock nevével társuljanak. Ennek érdekében a Hollywodban található Capitol stúdióban vette fel a hanganyagot egy elég nagy zenekarral, akik a Los Angeles-i Filharmonikusok közül kerültek ki. A hangszerek közt volt hegedű, zongora, cselló, tuba és hárfa is többek között. A stílus a korra jellemző irányzatokból tevődött össze, de Schyman néha megkérte a zenészeket, hogy improvizáljanak félelmetes hangulatot keltő zenét, és ez is teljes mértékben sikerült nekik. Később behívott szólistákat is, hogy felvegyen különálló vagy a háttérből kiemelkedő futamokat is. Köztük van Martin Chalifour, a világszerte ismert hegedűművész, aki a Stradivariján kiválóan eljátszotta a legnehezebb szólamokat is. Jelen volt egy szoprán operaénekes hölgy is, Rebecca Sjowall, aki szintén lenyűgöző teljesítményt nyújtott.

A zenét nem a nyílt játékmenethez igazította Schyman, bár, van néhány specifikus darab, mint ami a Big Daddy és a Little Sister közti különös kapcsolatot festi le, ezek leginkább  a diszharmonikus stílust képviselik, ami talán Bartók hatásának tudható be, és ez tökéletes is a bizarr viszony aláfestésének. A hangulat megteremtéséhez nagymértékben hozzájárul a musique concrete, melynek lényege, hogy a zenéhez vegyítenek különféle zajokat, jelen esetben például beteg emberek által kiadottakat.

 

A legnagyobb kihívás, amit egyben a legjobban élvezett a zeneszerző az egész folyamatban, egy Rachmaninov által inspirált darab megkomponálása volt, amit úgy kellett elkészítenie, mintha azt a játékban szereplő egy karakter, egy a plazmidoktól megőrült zongorista alkotta volna.
Ayn Rand műveit ő is ismeri, és mivel ezek nagyban hatottak a BioShock háttértörténetére, különösen inspiráló volt számára. Viccesen megjegyezte, néha már úgy érezte, mintha Rand ott ülne mellette és ha nem tetszik neki valami, azt suttogná a fülébe, hogy "ez pocsék, nem elég jó - művész vagy, csináld jobbra!"

Eredetileg csak 90 napra szerződtették, de elhúzódtak a munkálatok, és így kisebb megszakításokkal majd hét hónapot dolgozott a játékon. Egészen a végéig hagyták szabadon alktoni, volt ideje különböző dolgokat kipróbálni, nem állították le az első 1-2 rossz ötlet után. Miután azt hitte, végzett, még visszahívták, hogy elkészítsen még néhány dalt, dallamot, amiben maga Ken Levine segédkezett azzal, hogy megírta a szöveget, igaz, ez általában késő éjszaka, a hajnali órákban történt, ekkor ért csak rá az Irrational Games kreatív igazgatója. Ezeket is a fentebb említett szoprán énekelte fel.

A játék alatt hallható zene sokféle, hátborzongató, néha szomorú, máskor romantikus vagy éppen csak szép. A hangulathoz nagyszerűen passzol, a játék "lelkéhez", ehhez a kísértetvároshoz jól illik. A komponálást úgy jellemezte Schyman, hogy képzeljük el, a lehető legfélelmetesebb karneválon vagyunk, próbálunk elmenekülni, aztán erről kell zenét írni.