2013年3月、20世紀フォックスは『火星の人』の映画化権を獲得し、ドリュー・ゴダードに監督と脚本の執筆を担当させた[6]。

しかし、2014年5月、20世紀フォックスはマット・デイモンが主演を務めるという条件の下で、リドリー・スコットに監督のオファーを出したと報じられた[7]。同年9月3日、ジェシカ・チャステインの出演が決まった[8]。16日には、マッケンジー・デイヴィスの出演も決まった[9]。17日、ケイト・マーラが本作に出演すると報じられた[10]。24日、マイケル・ペーニャに本作への出演オファーが出ていると報じられた[11]。

10月2日、ジェフ・ダニエルズが本作でNASAの長官を演じることが決まった[12]。