2007年2月、ワーナー・ブラザース映画は脚本家のキーラン・マローニーとその妻ミシェルが本作の脚本を執筆することを発表した[22][23]。題名は当初『Justice League: Mortal』とされ[24]、2007年6月にマローニー夫妻の提出した脚本が好意的な評価を得たのを機に[25]、全米脚本家組合によるストライキが起きる前に撮影を開始すべく、早い段階での製作を開始した[26]。ワーナー・ブラザースは本作を、自社の新しい映画フランチャイズの第1作目とし、個別の続編とスピンオフ作品に展開していくという構想を立てていた[27]。クリストファー・ノーラン監督によるバットマン映画3作品（「ダークナイト3部作」）でバットマン役を演じたクリスチャン・ベールは、ウェブサイトIESBでのインタビューで、ジャスティス・リーグの映画について「僕らが（バットマンの映画シリーズで）やっていることを踏みにじらなければいいが、『バットマン3』（2012年の『ダークナイト ライジング』）の後で公開されるならそのほうがいいことだと思う」と述べている[28]。映画は当初、ジェイソン・ライトマンが監督を務める予定だったが、ライトマンは自身をインディペンデント系の映画監督とするスタンスから、大きな予算のかかるスーパーヒーロー映画からは一線を引く意向を示し、監督を辞退した[29]。2007年9月、ジョージ・ミラーが映画の監督に署名し[26][30]、バリー・M・オズボーンが製作側に参加[31]。製作費は2億2200万ドルが見積もられた[32]。

2007年10月、映画の配役を決める為のオーディションが行われ、ジョセフ・クロス、マイケル・アンガラノ、マックス・シエリオット、ミンカ・ケリー、エイドリアンヌ・パリッキ、スコット・ポーターをはじめとする約40名の俳優・女優が参加した[33][34]。ハリウッド・リポーター誌によれば、ミラー監督はオーディションで若い俳優を中心にキャスティングを行っており、これは俳優たちがそれぞれの演じる役に成長するよう意図したものであった[33]。オーディションの結果、スーパーマン役にはD.J. コトローナ、バットマン役にはアーミー・ハマーが選ばれた[35]。ワンダーウーマンの役は当初ジェシカ・ビールが獲得のための交渉に入っていたが、のちに自らそれを断っている[36][37][38]。ビール以外にも、メアリー・エリザベス・ウィンステッドがオーディションを受けており[39]、テリーサ・パーマーやシャニン・ソサモンも役を演じるとされていたが[39][40]、最終的にミーガン・ゲール（英語版）がワンダーウーマンの役に選ばれた[41]。