Việc tạo ra một hình ảnh kết hợp cuối cùng ở mỗi bước sóng là một quá trình phức tạp. Các điểm ánh sáng gây ra bởi tác động của tia vũ trụ trong thời gian chụp đã được gỡ bỏ bằng cách so sánh một loạt tấm chụp liên tiếp của cùng một vùng cách nhau một khoảng thời gian nhất định, những điểm ảnh được xác định bị ảnh hưởng bởi tia vũ trụ chỉ xuất hiện một tấm chụp mà không xuất hiện trong các tấm khác. Các vệt di chuyển của rác vũ trụ và của vệ tinh nhân tạo đã có mặt trong những hình ảnh ban đầu, và đã được cẩn thận loại bỏ[4].

Ánh sáng tán xạ từ Trái Đất xuất hiện trong khoảng một phần tư các bức chụp, tạo ra một "cấu trúc hình chữ X" trên các hình ảnh. Chúng đã được gỡ bỏ bằng cách lấy một hình ảnh bị ảnh hưởng bởi ánh sáng tán xạ, so khớp nó với một hình ảnh không bị ảnh hưởng, và trừ hai hình ảnh cho nhau. Kết quả thu được lại được làm mịn lần nữa, và sau đó có thể được dùng để trừ vào hình chụp có độ sáng cao. Phương pháp này loại bỏ gần như tất cả các ánh sáng tán xạ khỏi những hình ảnh bị ảnh hưởng [4].

Một khi 342 hình ảnh riêng rẽ đã được làm sạch khỏi tác động của tia vũ trụ và ánh sáng tán xạ, chúng phải được kết hợp lại thành tấm hình lớn hơn. Các nhà khoa học tham gia vào dự án HDF đi tiên phong trong một kỹ thuật gọi là 'mưa phùn', trong đó hướng chụp của kính viễn vọng đã được thay đổi một góc rất nhỏ giữa các bộ ảnh chụp liên tiếp. Mỗi điểm ảnh trên các CCD của WFPC2 ứng với diện tích rộng 0,09 giây cung của bầu trời, nhưng bằng cách thay đổi hướng chụp một góc nhỏ hơn như vậy, trong thời gian chụp, các bức ảnh được ghép lại bằng một kỹ thuật xử lý hình ảnh tinh vi sẽ cho ra bức ảnh có độ phân giải cao hơn so với giá trị này. Các hình ảnh HDF sản xuất tại mỗi bước sóng có kích thước điểm ảnh cuối cùng là 0,03985 giây cung [4].

Việc xử lý dữ liệu mang lại bốn hình ảnh đơn sắc, ứng với bốn bước sóng (ở 300 nm, 450 nm, 606 nm và 814 nm)[8]. Một hình ảnh đã được chỉ định là màu đỏ (814 nm), thứ hai là màu xanh lá cây (606 nm) và thứ ba là màu xanh lam (450 nm), và ba hình ảnh này được kết hợp để tạo ra một hình ảnh màu[9]. Bởi vì các bước sóng mà tại đó các hình ảnh được chụp không tương ứng hoàn toàn với các bước sóng của màu đỏ, xanh lá cây và màu xanh lam, màu sắc trong hình ảnh cuối cùng chỉ gần đúng so với màu sắc thực tế của các thiên hà trong hình; sự lựa chọn của các bộ lọc cho các HDF (và phần lớn các hình ảnh Hubble) được thiết kế chủ yếu để tối đa hóa tiện ích khoa học của các quan sát hơn là để tạo ra màu sắc tương ứng với những gì mắt người sẽ thực sự cảm nhận [8].