Nhà biên kịch Kinjo Tetsuo lúc đầu tưởng tượng ra hình ảnh một sinh vật bò sát nằm xuyên thiên hà và đặt tên là Bemler – tức tiền thân của Ultraman sau này. Sinh vật này có thể phát triển kích thước lên tới 164 foot (50 m) với thiết kế là sự kết hợp giữa Garuda và Tengu. Mẫu thiết kế mang nhiều dấu ấn nhất do Narita Tohl và nhà điêu khắc Sasaki Akira thực hiện với ý tưởng về một người ngoài hành tinh màu xám. Cả ba bộ đồ cơ thể của Ultraman đã được sáng chế cho chương trình, tất cả chúng đều được thiết kế sao cho phù hợp với cơ thể của diễn viên Furuya Bin. Rất nhiều cải tiến lên bộ đồ Ultraman được thực hiện trong quá trình sê-ri phát triển. Mẫu bộ đồ đầu tiên có tên là Mẫu A (tập 1 đến 13), kế đó là Mẫu B (14–29) và cuối cùng là Mẫu C (từ tập 30 trở đi).

Bộ Mẫu A có chiếc mặt nạ được làm từ nhựa FRP và phủ một lớp cao su, mang lại cho Ultraman một gương mặt "bị nhiều nếp nhăn". Chiếc mặt nạ lúc đầu được thiết kế có dạng để miệng mở, nhưng lớp phủ cao su đã che mắt mảng miệng đó. Furuya Bin có nhắc đến rằng Loại A không vừa với anh và nó làm cho anh buộc phải khom người xuống một chút.[6] Sau khi Mẫu A bộc lộ những hạn chế, thì Mẫu B đã được làm ra để khắc phục chúng. Chiếc mặt nạ của Mẫu B đã loại bỏ các chức năng để miệng mở và phủ lớp cao su, thay vào đó là một phiên bản toàn FRP. Một số nhân viên trong ê-kíp làm phim không hề biết về những thay đổi mới ở Mẫu B và thấy ngạc nghiên khi khuôn mặt của Ultraman bỗng biến đổi đột ngột từ gương mặt giống người ngoài hành tinh sang gương mặt có hình dáng như "mặt nạ sắt". Mẫu B có kích thước to hơn so với Mẫu A và theo lời Furuya kể thì: "Nó vừa với tôi hơn và đệm lót, làm cho Ultraman trông có vẻ cơ bắp hơn".[6] Bộ Mẫu C là một mẫu biến thể cái tiến của Mẫu B với những tinh chỉnh nhỏ ở các góc trên khuôn mặt như mắt, miệng và tai.