Trò chơi được phát triển bởi công ty phần mềm Mỹ Bethesda Softworks. Ken Rolston, chỉ đạo thiết kế của Morrowind, đã giám sát đội ngũ phát triển.[21] Các phiên bản trên PC và Xbox 360 được 2K Games và Bethesda phối hợp phát hành.[22] Oblivion bắt đầu được phát triển không lâu sau khi Morrowind được phát hành vào năm 2002.[23] Giữa tháng 9 năm 2004, Oblivion được công bố với công chúng.[23][24]

Trong quá trình phát triển Oblivion, Bethesda đặt trọng tâm vào việc tạo ra một hệ thống với cốt truyện thực tế, nhân vật chân thực và nhiệm vụ ý nghĩa hơn những phần trước trong loạt trò chơi. So với các phần trước, trò chơi có trí thông minh nhân tạo tiên tiến hơn nhờ phần mềm Radiant AI độc quyền của Bethesda,[25] cũng như cử động vật lý cải tiến hơn nhờ engine vật lý Havok.[26] Đồ họa của trò chơi sử dụng những công cụ ánh sáng và shading tiên tiến như HDR và bản đồ phản chiếu.[27][28][29] Bethesda đã phát triển và ứng dụng các công cụ chế tạo nội dung thủ tục để xây dựng địa hình trong Oblivion, nhờ đó các cảnh vật trong trò chơi phức tạp và chân thực cũng như được tạo nên một cách nhanh chóng hơn so với các phần trước.[30]

Khi thiết kế cảnh vật và kiến trúc cho Oblivion, các nhà phát triển đã sử dụng những bức ảnh do mình tự chụp khi đi du lịch, những quyển sách về thiên nhiên, những hình ảnh chất liệu và những bức ảnh tham khảo khác.[29] Việc sử dụng các công cụ chế tạo nội dung thủ tục trong quá trình sản xuất cho phép tạo ra những môi trường chân thực với tốc độ cao hơn nhiều so với khi phát triển Morrowind.[30] Các thuật toán xói mòn được tích hợp vào trong công cụ tạo cảnh vật để tạo nên những địa hình lởm chởm một cách nhanh chóng và dễ dàng; điều này thay thế cho việc chỉnh sửa địa hình bằng tay như ở Morrowind.[30]

Trong Oblivion, cự ly tối đa mà trò chơi hiển thị các yếu tố đồ họa lớn hơn rất nhiều so với các phần trước; tầm nhìn của người chơi được mở rộng đến tận đường chân trời và người chơi có thể nhìn thấy những thành phố và dãy núi từ xa.[32] Theo một thông cáo báo chí của Microsoft, thế giới trong Oblivion rộng xấp xỉ 41 km vuông.[33] Các nhiệm vụ, tàn tích và hầm ngục ngoài thiên nhiên hoang dã đã được thêm vào để lấp đầy khoảng không gian này.[30] So với Morrowind, các hầm ngục của Oblivion chứa nhiều sinh vật, tình huống giải đố, cũng như NPC liên quan đến các nhiệm vụ hơn.[30] Tuy vậy, dân số của các thành phố được thể hiện trong Oblivion không đúng với con số "hàng ngàn người" mà các nguồn thông tin trong trò chơi miêu tả. Đội ngũ phát triển đã quyết định đặt số lượng NPC ở một mức độ để trò chơi vận hành hiệu quả, thay vì dựa theo cốt truyện của trò chơi, bởi nếu có quá nhiều NPC trên màn hình thì tốc độ xử lý của trò chơi sẽ bị chậm đi.[34]

Đáp lại những lời phê bình rằng hành vi của NPC trong Morrowind quá đơn giản, Bethesda đã phát triển một hệ thống trí thông minh nhân tạo mới có tên là Radiant AI cho Oblivion.[35] NPC được thiết kế để có thể tự đưa ra lựa chọn nhằm đi đến một mục tiêu nào đó, thay vì chỉ làm theo những kịch bản đã được lập trình sẵn. Cụ thể, cách NPC đạt được những mục tiêu như ăn uống, ngủ, đọc sách hay nói chuyện với người khác sẽ chịu ảnh hưởng của môi trường xung quanh, hành động của những NPC khác, và các giá trị về tính cách được định sẵn. Chẳng hạn, một NPC có mục tiêu là tìm thức ăn có khả năng sẽ lấy cắp nó từ những người khác nếu họ có cơ hội và hành động đó được lập trình trong tính cách của họ.[36] Các cơ chế như vậy cho phép Bethesda tạo ra những NPC có khả năng thực hiện những hành vi phức tạp.[25]

Âm thanh

Oblivion có sự tham gia lồng tiếng của Patrick Stewart, Lynda Carter, Sean Bean, Terence Stamp, Ralph Cosham và Wes Johnson; quá trình làm việc với người nổi tiếng và sản xuất lồng tiếng được Blindlight thực hiện.[37][38][39] Chất lượng lồng tiếng của trò chơi nhận được những đánh giá trái chiều từ phía các nhà phê bình trò chơi điện tử. Trong khi nhiều tờ báo khen ngợi nó là tuyệt vời,[40][41] những tờ báo khác thì thấy nó quá lặp lại.[42][43][44] Vấn đề này được đổ lỗi cho số lượng diễn viên lồng tiếng quá ít cũng như sự nhàm chán của chính các lời thoại.[45] Chỉ đạo thiết kế Ken Rolston cho rằng kế hoạch lồng tiếng cho tất cả các lời thoại là "kém linh hoạt, không phù hợp để người chơi tự đặt mình vào trò chơi, gò bó trong việc rẽ nhánh cốt truyện, cũng như tốn nhiều công sức sản xuất và dung lượng bộ nhớ" hơn so với việc chỉ lồng tiếng một phần các lời thoại trong Morrowind. Rolston cũng nói rằng lồng tiếng "có thể là một công cụ diễn đạt mạnh mẽ" và có khả năng đóng góp to lớn đến sự lôi cuốn và không khí của trò chơi. Ông cho biết "Tôi thích phương pháp lồng tiếng một phần của Morrowind hơn, vì nhiều lý do. Nhưng mọi người bảo tôi rằng lồng tiếng toàn bộ các lời thoại mới là điều bọn trẻ bây giờ muốn".[46]

Âm nhạc trong Oblivion được sáng tác bởi Jeremy Soule, một nhà soạn nhạc cho trò chơi điện tử gạo cội, người đã nhận được một giải thưởng Âm nhạc trò chơi điện tử xuất sắc nhất của Viện Hàn lâm Nghệ thuật Điện ảnh và Truyền hình Anh Quốc (BAFTA) và hai đề cử cho giải Sáng tác Âm nhạc xuất sắc nhất của Học viện Nghệ thuật và Khoa học Tương tác (AIAS).[47][48] Album nhạc trong trò chơi chính thức của Oblivion, bao gồm 26 bản nhạc với tổng thời lượng 58 phút, được phát hành vào tháng 3 năm 2006 thông qua nhà phân phối nhạc số DirectSong của Soule.[49][50] Soule đã từng hợp tác với Bethesda và Todd Howard trong quá trình phát triển Morrowind. Trong một thông cáo báo chí để thông báo sự tham gia của mình trong Oblivion, Soule đã nhắc lại những lời ông từng nói trong thông cáo báo chí của Morrowind rằng: "Tính hùng tráng đáng kinh ngạc của loạt trò chơi The Elder Scrolls đặc biệt phù hợp với phong cách âm nhạc thính phòng mà tôi thích sáng tác nhất".[47][48] Tương tự như âm nhạc của Morrowind, Soule lựa chọn sáng tác các bản nhạc nhẹ nhàng và tối giản để tránh làm người nghe thấy mệt mỏi.[51] Soule cho biết trong quá trình sáng tác, ông không hình dung một nhân vật hay sự kiện cụ thể nào; thay vào đó ông muốn các bản nhạc giống như những "lời bình về tình trạng của con người và vẻ đẹp của cuộc sống". Trong một cuộc phỏng vấn vào năm 2006, ông tiết lộ rằng mong muốn này bắt nguồn từ một vụ tai nạn xe hơi xảy ra trong quá trình sáng tác. Ông nói, "Tôi đã lộn nhào trong xe vài lần trên đường quốc lộ khi đang lao thẳng vào xe cộ phía trước... Tôi không cảm thấy chút sợ hãi nào... Tôi chỉ đơn giản công nhận với bản thân rằng mình đã có một cuộc sống tốt và sắp phải nói lời tạm biệt với nó chỉ trong vài giây nữa". Soule chỉ bị thương nhẹ, nhưng cho biết những cảm xúc của ông khi vụ tai nạn xảy ra—"rằng cuộc sống đúng là rất quý giá"—đã ở lại với ông trong suốt thời gian sáng tác còn lại.[52]