パイロット版の監督は『アイアンマン』シリーズ、『カウボーイ & エイリアン』などで知られる映画監督のジョン・ファヴローが担当した[71]。

2012年5月、NBCが本作を2012年-2013年テレビシーズン（英語版）向けの新番組として正式発注した[72]。
構成

ヒロイン役のトレイシー・スピリダコスによれば、本作の謎解きは早いペースで行われ、次々と新たな謎が提示される仕組みになっているという[24]。ショーランナーのクリプキも、謎を「ずるずると引っ張らないようにすることが大事」と述べており[73]、第1シーズン終了時までにブラックアウトの理由が明かされ、さらにそれがスケールアップした展開に繋がる構成となっている[73]。
キャスティング

番組企画が固まるとすぐ、『ブレイキング・バッド』でエミー賞を受賞していたジャンカルロ・エスポジートがトム・ネヴィル役として採用された[66]。

一方、ハン・ソロをモデルとするマイルズのキャスティングは難航し、配役が決まらないままパイロット版の撮影が始まった[66]。その時点ではビリー・バークがモンロー将軍役であった[66]。バークは元々、マイルズ役を希望していたが受け入れてもらえなかったのである[66]。しかし、彼がモンロー役として圧倒的な存在感を示す様を見たエリック・クリプキとジョン・ファヴロー監督は「このままでは誰をマイルズ役にしても、バークに食われてしまう」と悟り、バークをマイルズ役に変更した[66]。

レイチェル・マシスン役は当初、アンドレア・ロスが担当したが、エリザベス・ミッチェルと交代になった[74]。

第1シーズン開始直後、『スーパーナチュラル』のキャストよりマーク・ペルグリノ、トッド・スタシュウィック、コリン・フォードの3人が本作に出演することが明らかにされた[51][75]。