Trò chơi được công bố tại sự kiện Magical Mirai 2019 tổ chức vào ngày 30 tháng 8 năm 2019.[3][4] Ban đầu, Project Sekai là một ý tưởng xuất phát vào năm 2014 của Sega và Crypton Future Media, với mong muốn tạo một trò chơi Hatsune Miku trên thiết bị di động. Tuy nhiên, ý tưởng chưa tìm được hướng đi nên tiến độ phát triển gặp nhiều khó khăn.[5] Kondo Yuichiro, nhà sản xuất của BanG Dream! Girls Band Party! tại Craft Egg, đã được mời làm nhà sản xuất của game. Năm 2017, dự án bắt đầu và phần lớn được đảm nhiệm bởi Craft Egg, tuy nhiên Kondo nghĩ đến viễn cảnh dự án có thể lấn sang khâu phát triển của Girls Band Party!, nên vào năm 2018 thì ông đã thành lập Colorful Palette, một công ty hoàn toàn mới của Craft Egg, để tiếp tục phát triển game.[6][7][8] Theo Kondo, lý do ông bắt tay vào dự án vì "muốn thế hệ trẻ nghe nhiều Vocaloid hơn trên mạng. Dự án được miêu tả là "tác phẩm cho thấy sự tồn tại của Hatsune Miku" và "khai phá mối quan hệ giữa con người với âm nhạc."[8]