Công ty phát triển trò chơi điện tử, đứng sau loạt game Half-Life, Valve, được thành lập vào năm 1996 tại Kirkland, Washington bởi hai nhân viên cũ của Microsoft là Mike Harrington và Gabe Newell. Valve đã bắt đầu làm việc với trò chơi đầu tiên của series ngay sau khi thành lập công ty và quyết định lên ý tưởng cho một trò chơi hành động 3D có chủ đề kinh dị, sử dụng Quake Engine được cấp phép bởi id Software . Trò chơi đã thành công tại E3 năm 1997, nơi hệ thống hình ảnh và AI nhân vật của game đã được trình diễn.[53] Thành công của trò chơi đã dẫn đến gói mở rộng đầu tiên của nó: Half-Life: Opposing Force. Được phát triển bởi Gearbox Software, một công ty mới thành lập có trụ sở tại Plano, Texas, và được công bố vào ngày 15 tháng 4 năm 1999.[54] Randy Pitchford, người sáng lập Gearbox cho biết trong một cuộc phỏng vấn rằng ông tin rằng Valve đã cho họ cơ hội sản xuất phần tiếp theo của Half-Life để cho phép Valve tập trung vào các trò chơi trong tương lai.[55] Trò chơi đã được giới thiệu tại E3 1999 - nơi các địa điểm, nhân vật và cốt truyện mới được tiết lộ.[56]

Phần game mở rộng thứ hai của Half-Life - Half-Life: Blue Shift, tiếp tục được phát triển bởi Gearbox Software và được nhà phát hành Sierra Entertainment công bố vào ngày 30 tháng 8 năm 2000.[57] Sierra dự định phát hành Blue Shift cho Dreamcast và nó đã được thiết lập để bao gồm các mô hình và kết cấu chi tiết cao hơn [58], gấp đôi số polygon count của các mô hình từ Half-Life.[59] Tuy nhiên, sau nhiều tháng trì hoãn, Sierra đã chấm dứt phát triển phiên bản Dreamcast của Blue Shift vào ngày 16 tháng 6 năm 2001, [60] và thay vào đó công ty đã phát hành Blue Shift cho PC vào ngày 12 tháng 6 năm 2001.[61] Sau đó, Gearbox bắt đầu phát triển trò chơi Half-Life cho PlayStation 2. Trò chơi, Decay, đã được giới thiệu tại E3 2001, nơi Gearbox trình diễn trò chơi sử dụng các bộ mô hình hình ảnh mới, [62] có độ chi tiết gấp đôi có trong Blue Shift.[63]

Trong vài năm, Valve đã bí mật phát triển Half-Life 2. Valve được phát triển trong Source - công cụ trò chơi mới, xử lý các yếu tố hình ảnh, âm thanh và AI NPC, Source được đi kèm với một phiên bản được sửa đổi nhiều lần của công cụ vật lý Havok cho phép tăng thêm chiều tương tác trong cả môi trường chơi đơn và trực tuyến.[64] Trong Trilogy of episodic squels của Half-Life 2, Valve đã thực hiện các chỉnh sửa nhỏ đối với engine của trò chơi. Trong Episode One, Valve đã sửa đổi AI của Alyx để cho phép cô ấy phản ứng với các hành động của người chơi.[65] Trò chơi chạy trên phiên bản nâng cấp của Source độc quyền của Valve và có cả hiệu ứng ánh sáng cải tiến của công cụ cũng như phiên bản mới của công nghệ hoạt ảnh khuôn mặt.[66]