Tháng 10 năm 2012, có nhiều thông tin cho rằng Tom Hanks và Steven Spielberg sẽ tiếp tục đạo diễn một bộ phim truyền hình ngắn tập thứ ba về đề tài Chiến tranh Thế giới thứ hai. Bộ phim được cho là cốt truyện tương tự Band of Brothers và The Pacific, nhưng lần này tập trung vào những người lính bay thuộc Không lực 8, Không lực Lục quân Hoa Kỳ.[4] Tháng 1 năm 2013, HBO xác nhận rằng họ đang sản xuất một bộ phim truyền hình ngắn tập được chuyển thể từ cuốn sách Masters of the Air: America's Bomber Boys Who Fought the Air War Against Nazi Germany của nhà sử học Donald L. Miller, với nội dung xoay quanh Liên đoàn Ném bom 100 của Không lực 8.[5]

Tháng 10 năm 2019, Apple thông báo đã đạt được thỏa thuận với các công ty sản xuất phim của Spielberg và Hanks để được cấp quyền phát trực tuyến loạt phim này độc quyền trên nền tảng Apple TV+ thay vì HBO.[4] HBO sau đó xác nhận họ đã ngừng hợp tác sản xuất dự án phim trên.[6] Tờ Deadline Hollywood dự đoán bộ phim này bao gồm 10 tập, có kinh phí sản xuất hơn 200 triệu USD, trong khi đó tờ The Hollywood Reporter cho rằng sẽ có chín tập phim với tổng kinh phí lên đến 250 triệu USD.[7][8] Đây là bộ phim truyền hình ngắn tập đầu tiên của Apple TV+ được đưa vào sản xuất dưới sự điều hành và giám sát của công ty mẹ Apple Studios.[9]

Tháng 10 năm 2020, nhà làm phim Cary Joji Fukunaga xác nhận sẽ đạo diễn ba tập đầu tiên của bộ phim.[10] Tháng 2 năm 2021, Austin Butler và Callum Turner được tuyển làm diễn viên chính của bộ phim, theo đó là Anthony Boyle và Nate Mann vào tháng 3, Raff Law, James Murray và Tommy Jessop vào tháng 4.[11][12][13][14] Diễn viên Freddy Carter tiết lộ trong một buổi phỏng vấn vào tháng 5 rằng anh đã đựoc chọn làm diễn viên chính của Masters of the Air. Một số bức ảnh hậu trường cho thấy Barry Keoghan cũng sẽ góp mặt trong bộ phim.[15] Tháng 6 năm 2021, Dee Rees được mời làm đạo diễn cho hai tập phim.[16] theo đó là hai vợ chồng đạo diễn Anna Boden và Ryan Fleck vào tháng 7.[17]

Tháng 2 năm 2021, tờ báo Oxford Mail của Anh đưa tin rằng quá trình ghi hình và sản xuất phim đã được bắt đầu ở khu doanh trại Dalton (trước đây là sân bay RAF Abingdon trong Chiến tranh Thế giới thứ hai) của hạt Oxfordshire, Anh.[18] Quá trình làm phim đã bị hoãn lại tạm thời vào tháng 7 sau khi có thêm nhiều ca dương tính với COVID-19 ở Anh.[19] Bộ phim còn được bấm máy ở các khu vực khác như Newland Park, Chalfont St Peter và Hemel Hempstead.[20] Nhà sản xuất đã áp dụng cộng nghệ phim trường ảo của Lux Machina để thực hiện một số phân cảnh buồng lái máy bay B-17 Flying Fortress.[21]