"เลิฟสตอรี" บันทึกเสียงในเดือนมีนาคม ค.ศ. 2008 ที่แบล็กเบิร์ดสตูดิโอส์ในแนชวิลล์ รัฐเทนเนสซี โดยมีนาธาน แชปแมน และอีกหลายคนเป็นโปรดิวเซอร์เพลง[10] แชปแมนผลิตทุกเพลงยกเว้นหนึ่งเพลงในอัลบั้มแรก เทย์เลอร์ สวิฟต์[11] และร่วมผลิตทุกเพลงในอัลบั้มเฟียร์เลส[1] สวิฟต์ร้องเพลงนี้ใส่ไมโครโฟนชนิดแท่งรุ่น เอแวนโทน ซีวี-12 ผลิตโดยเอแวนต์อิเล็กทรอนิกส์ ไมโครโฟนมีแท่งสำรองที่เรย์ เคนเนดี นักร้องคันทรี โปรดิวเซอร์เพลง และวิศวกรเสียง ออกแบบและผลิตให้แชปแมนยืม แชปแมนใช้ไมโครโฟนนี้เป็นการทดลองชั่วคราว แม้ว่าเขาเคยทดสอบไมโครโฟนหลายตัวให้สวิฟต์ เขาไม่เคยหาตัวที่เหมาะกับเสียงร้องของสวิฟต์อย่างสมบูรณ์แบบได้เลย เมื่อสวิฟต์มาที่บ้านของแชปแมนเพื่อปรับแต่งซิงเกิลจากอัลบั้มเทย์เลอร์ สวิฟต์ เธอชอบไมโครโฟนตัวนี้ทันที[10] "เมื่อเธอสวมไมโครโฟนและพูดว่า 'ทดสอบ' ทันใดนั้น แทบจะทันที เธอกล่าวว่า 'นี่คือไมค์ฉัน ฉันรักไมค์ตัวนี้ ฉันอยากจะใช้ไมค์ตัวนี้ไปตลอดเลย' เธอไม่รู้ว่ามันคืออะไร เธอแค่รักมัน ผมก็เลยตามเลยกับสิ่งที่เหมาะสมกับเธอ เราใช้ไมค์ตัวนี้ตั้งแต่นั้นมา และมันทำให้เสียงเธอไพเราะจริง ๆ" แชปแมนกล่าว[10]

"เลิฟสตอรี" บันทึกเสียงด้วยโปรแกรมโปรทูลส์และใช้เสียงร้องตามร่องเสียง ซึ่งสวิฟต์ร้องสดร่วมกับวงดนตรี วงดนตรีประกอบด้วยกีตาร์โปร่ง กีตาร์เบส และกลองชุด[10] เครื่องดนตรีชนิดอื่น แชปแมนบันทึกทับอีกที เขากล่าวว่า "ผมคิดว่ามีกีตาร์โปร่งเก้าตัวบรรเลงอยู่ในเพลง และผมบันทึกเสียงร้องเบื้องหลังทับกันหลายชั้น ซึ่งเป็นเสียงของผมเองร้องว่า 'อา'"[10] การปรับแต่งเสียงทำโดยแชด คาร์ลสัน ที่สตูดิโอดี ในแบล็กเบิร์ดสตูดิโอส์ โดยใช้เครื่องมือชุดเอพีไอเลกาซีพลัส ได้แก่ ไมโครโฟนอะแวนโทน ซีวี-12 เนเว 1073 และทิวบ์เทค ซีแอล-1บี ผสมเสียงโดยจัสติน เนียแบงก์ ที่สตูดิโอเอฟ ด้วยอุปกรณ์ชุดโซลิดสเตตลอจิก 9080 เค และเจเนเลก 1032 ในระหว่างนั้น แชปแมนบันทึกเสียงทับที่สตูดิโออี[10] "เลิฟสตอรี" และเพลงอื่น ๆ ในอัลบั้ม ผ่านกระบวนการมาสเตอร์โดยแฮงก์ วิลเลียมส์ ที่มาสเตอร์มิกซ์สตูดิโอส์ในแนชวิลล์ รัฐเทนเนสซี[1] เพลงผสมเสียงด้วยแอร์เพลย์โดยแชปแมน เขาดึงสิ่งที่เนียแบงก์ทำไว้ในแล็ปท็อปแม็กโอเอส และใช้แอปเปิลลอจิกสร้างเพลงเวอร์ชันป็อป แชปแมนใช้แล็ปท็อปทำเวอร์ชันรีมิกซ์และสร้างองค์ประกอบดนตรีใหม่ ๆ ด้วย เขาปิดเสียงเครื่องดนตรีคันทรีและแทนที่ด้วยองค์ประกอบดนตรีที่ทำให้เป็นดนตรีป็อป โดยแทนที่แบนโจและฟิดเดิลด้วยกีตาร์ไฟฟ้า ดนตรีท่อนเปิดเพลงเวอร์ชันป็อปเป็นวงวนลอจิกในเครื่องกำหนดจังหวะดนตรี อัลตราบีต เสียงกีตาร์ไฟฟ้าใหม่ทั้งหมดทำด้วยอุปกรณ์แอมพลิทิวบ์สตอมป์ไอ/โอ[10]