1990年代にミュージカルを原作としたアニメ映画がアンブリメーション（英語版）によって計画されたが、スタジオの閉鎖により廃案となった[33]。2013年12月、ミュージカル劇『キャッツ』の作者・作曲者であるアンドルー・ロイド・ウェバーはユニバーサル・スタジオが数年前に映画化権を獲得し、積極的に企画を進めていることをほのめかした[34]。

2016年2月、トム・フーパーが監督交渉中であり、またスキ・ウォーターハウスなどが出演者として構想されていることが報じられた[35]。2016年5月、フーパーは監督に就任した[36]。

2018年1月、フーパーとワーキング・タイトルは正式にキャスティングを開始し、またその一方で映画を完全に実写にするか、CGで作るか、あるいはその両方の混合作品にするのかという技術的側面についても検討し[37]、さらにアンドルー・ロイド・ウェバーが映画化の際に新曲を書き下ろすことを発表した[38]。
キャスティング

2018年6月、アン・ハサウェイの起用が検討されていることが報じられたが、スケジュールの都合のために叶わなかった[39]。2018年7月、ジェニファー・ハドソン、テイラー・スウィフト、ジェームズ・コーデン、イアン・マッケランがキャストに加わった[40]。スウィフトは以前にフーパーの『レ・ミゼラブル』のエポニーヌ役のテストを受けていたが、今回はオーディション無しでボンバルリーナ役を得た[41]。

2018年9月、ローリー・デヴィッドソン（英語版）とマト・タリーがキャストに加わり、またスティーヴン・スピルバーグが製作総指揮を務めることが発表された[42][43]。2018年10月、さらにイドリス・エルバとジュディ・デンチがキャストに加わった[44][45]。デンチはかつてオリジナルの舞台ミュージカルにキャスティングされていたがアキレス腱断裂により降板しており、ロイド・ウェバーとフーパーはこの映画でオールド・デュトロノミー（英語版）を女性にして彼女に役をオファーした[46]。

2018年11月、バレエダンサーのフランチェスカ・ヘイワード（英語版）とスティーヴン・マックレー（英語版）の他、レベル・ウィルソン、ジェイソン・デルーロ、ロバート・フェアチャイルドがキャストに加わり、イングランドのハートフォードシャーのリーブスデン・スタジオでリハーサルが行われた[47][48][49][50]。振り付けは当初ウェイン・マクレガー（英語版）の予定であったが「スケジュールの都合」により降板し、その後アンディ・ブランケンビューラー（英語版）が起用された[51]。2018年12月、レ・ツインズとエリック・アンダーウッド（英語版）がキャストに加わった[52]。
撮影

主要撮影は2018年12月12日に始まり[52]、2019年4月2日に完了した[53]。スウィフトはキャストが「猫の学校」に出席し、「私たちは文字通り何時間も床の上を裸足で這い、互いにシューッという音を立て合った」と語った[54]。