Việ thực hiện bộ anime này được tiến hành từ năm 1996. Sato Keiichi đã đưa ra khái niệm của anime là: Một người máy khổng lồ trong thành phố, được điều khiển bởi một người mặc đồ đen và quan cảnh giống như giống như thành phố viễn tưởng Gotham. Sau đó ông đã gặp gỡ với Katayama Kazuyoshi, người vừa hoàn tất việc chỉ đạo thực hiện bộ anime Elves wo karu mono-tachi và bắt đầu làm việc trên bản vẽ và thiết kế nhân vật. Nhưng khi mọi việc "bắt đầu nhúc nhích" thì Katayama lại dừng công việc lại. Trong khi đó Sato thì lại đang bận với việc thực hiện City Hunter.

Sato cũng thừa nhận tất cả bắt đầu như "Một chiêu để quảng cáo cho một món đồ chơi" nhưng người đại diện Bandai Hobby Division thì không thấy thế. Mặc dù việc phân phối và kinh doanh là do Bandai Visual đảm nhiệm nhưng Sunrise lại yêu cầu hãng phải có nhiều biện pháp đề phòng hơn với việc thiết kế nhiều người máy hơn để đảm bảo doanh số bán hàng tiềm năng. Với việc thiết kế hoàn tất năm 1999, Chiaki J. Konaka đã được bổ nhiệm làm người viết kịch bản chính. Konaka đã đưa ra ý tưởng về một "Thành phố không có ký ức" và từ đó ông cùng các cộng sự của mình phát triển kịch bản cho 26 tập.

Thiết kế

Phong cách được chọn để làm phim là noir một phong cách hình thành và phổ biến từ thời kỳ Đại khủng hoảng với nhiều phim có chủ đề trinh thám và tội phạm. Ánh sáng nhợt nhạt là điểm nhấn chính của thể loại noir vì thế bộ anime sử dụng các mảng tối lớn để tương phản với vùng rất sáng. Thể loại noir còn được biết đến với những góc quay rất độc đáo nó sử dụng góc độ làm cho nhân vật trông rất cao với góc quay đưới từ mặt đất nhìn lên cũng như các hình ảnh phản chiếu từ các vật thể.

Thiết kế nhân vật thì chịu ảnh hưởng từ các minh họa nhân vật trong các tiểu thuyết khoa học viễn tưởng. Nhân vật chính Roger Smith được thiết kế theo hình ảnh của Chandler Philip Marlowe hoặc Sam Spade Hammett. Với tính cách là khôn ngoan và hoài nghi, một cảnh sát bị vỡ mộng và quay sang làm người đàm phán dù công việc của anh gần giống với một thám tử hơn là ngoại giao. Big Ear là người cung cấp thông tin cho Roger còn Dan Dastun là bạn của anh trong lực lượng cảnh sát của thành phố. Tên du côn tâm thần Beck bị ảo tưởng về sự vĩ đại của mình trong khi Angel là hình mẫu của người phụ nữ quyến rũ. Ngoài ra còn có các nhân vật phụ khác như các cảnh sát biến chất, các doanh nhân hối lộ và tham nhũng cùng các nhà khoa học loạn trí.

Các nhân vật trong thể loại noir thường nói chuyện trong nghĩa rất rộng các lời nói thường có hai ám chỉ khác nhau. Các lời thoại trong anime được thực hiện sao cho dí dỏm, có ý nghĩa châm biếm và hài hước nhưng đơn giản. Cốt truyện được thể hiện thông qua lời thuật của Roger là một trong các đặc điểm của thể loại noir để đặt người xem trong tâm trí của nhân vật chính có thể trải nghiệm cảm giác lo lắng của nhân vật và tạo ra sự đồng cảm với nhân vật.

Quang cảnh thành phố giả tưởng Paradigm rất thích hợp với thể loại noir. Những tòa nhà cao tầng và những kiến trúc vòm khổng lồ tạo ra các cảm giác không thể nào thoát ra và sợ hãi tột độ. Cảnh quan nông thôn tại trang trại Ailesberry thì tương phản với mô hình thành phố. Khi bộ anime đã được đánh giá cao bởi thiết lập của mình thì âm nhạc của phim không có chút thể loại noir nào nhưng có một số bản nhạc jazz có thể nghe ở các hộp đêm. Một bản saxophone duy nhất thì được xướng lên mỗi khi Roger bắt đầu tường thuật tổng kết diễn biến cốt truyện.

Không ký ức là chủ đề thường thấy của noir. Bởi hầu hết những câu chuyện tập trung vào việc nhân vật đang cố minh sự vô tội của mình và tác giả cho họ mất luôn trí nhớ để họ không thể tự chứng minh sự vô tội kể cả với chính mình. The Big O thì đi xa hơn với việc cho cả thành phố mất đi ký ức. Quá khứ phức tạp của thành phố dần dần được mở ra thông qua các đoạn hồi tưởng. Trong hầu hết các tác phẩm noir thì quá khứ là thứ hữu hình và đầy đe dọa. Các nhân vật thường cố gắng để thoát khỏi các ám ảnh tâm lý hay tội ác liên quan đến các sự kiện nhưng việc đối mặt với chính nó mới là chìa khóa cho sự giải thoát.

Chịu ảnh hưởng

Trước khi thực hiện The Big O thì Sunrise cũng đã tham gia cùng Warner Bros. Animation để thực hiện bộ phim hoạt hình Batman: The Animated Series vì thế nó có ảnh hưởng nhất định với bộ anime này.

Roger Smith là một mô phỏng của tính cách của Bruce Wayne và Batman. hiết kế nhân vật tương tự như Wayne với mái tóc chải chuốt và luôn mặc trang phục kinh doanh. Như Bruce, Roger tự hào mình là một tay chơi giàu có đến mức cho phép quản gia để phụ nữ vào dinh thự của mình mà không cần sự đồng ý. Cũng như Batman, Roger Smith có một ý tưởng là không mang súng nhưng linh hoạt hơn dù vậy nó không có động cơ cá nhân giống Batman mà chỉ là ý tưởng của Roger về quy tắc "Đó là một phần của quý ông lịch sự.". Các "công cụ" của Roger khá giống Batman với một chiếc xe công nghệ cao, một đồng hồ đa năng... chỉ khác cái là anh có thêm một người máy khổng lồ.

Một nguồn ảnh hưởng mạnh khác đến tác phẩm là loạt manga Giant Robo do Yokoyama Mitsuteru thực hiện. Trước khi thực hiện The Big O thì Katayama Kazuyoshi cùng những nhân viên khác đã từng làm việc với Imagawa Yasuhiro để thực hiện bộ anime Giant Robo: Chikyū ga Seishi Suru hi. Một anime cókinh phí thực hiện cao nhưng doanh thu khá ít. Rút kinh nghiệm đáng thất vọng đó, Katayama và các nhân viên của ông đặt tất cả nỗ lực của họ vào để làm "tốt hơn" với The Big O.

Giống như Giant Robo các người máy khổng lồ được thiết kế rất lạ và "Cơ bắp nhiều hơn thực dụng" với hai cánh tay lớn cùng các đinh tán lộ rõ ra ngoài. Không giống như những người máy khổng lồ trong các loạt mecha khác, các người máy không có tốc độ của một ninja hay bề ngoài đẹp mẽ. Thay vào đó người máy được trang bị các loại vũ khí "Đời cũ" như tên lửa, búa đấm, súng máy và pháo laser.