2009年にウォルト・ディズニー・カンパニーがマーベル・エンターテインメントを買収した後[25]、マーベル・テレビジョン部門が新設されたことが発表された[26][27]。その後数ヶ月、マーベルのコミックに基づく様々なパイロットが企画段階に入った[28][29]。

2012年7月、マーベル・テレビジョンはABCと共にマーベル・シネマティック・ユニバースと世界観を共有した新番組の協議に入った[30]。2012年8月、『アベンジャーズ』の監督で、『バフィー ?恋する十字架?』と『ファイヤーフライ 宇宙大戦争』の発案者であもあるジョス・ウィードンが企画に参加することが発表された[31]。数週後、ABCは『S.H.I.E.L.D.』と呼ばれる番組のパイロット版を発注した。パイロット版はジョス・ウィードン、ジェド・ウィードン、モーリサ・タンチャローエンが脚本を執筆し、ジョス・ウィードンが監督する。またシリーズのショーランナーはジェド・ウィードン、タンチャローエン、ジェフリー・ベルが務める[32][33]。ディズニーCEOのボブ・アイガーは、『アベンジャーズ』のニューヨークの戦いで使われたチタウリ（英語版）の武器を拾ったカップルを追跡するS.H.I.E.L.D.エージェントを描いたマーベル・ワンショット作品『アイテム47』を鑑賞した後にシリーズ化のグリーンライトを出した[34]。

2013年4月、ABCは番組のタイトルが『Marvel's Agents of S.H.I.E.L.D.』であることを発表し[8]、またフルシーズンの製作を正式に決定した[35][36]。2013年7月、ジェド・ウィードンはテレビシリーズが過去、そして今後のマーベル映画と並行して動くと語った[37]。