Фильм снят по мотивам романа Герберта Уэллса «Война миров» (The War of the Worlds, 1897).

Ещё в 1925 году продюсер Сесил Б. ДеМилль озаботился приобретением прав на постановку «Войны миров» для студии Paramount у автора романа, тогда же был написан первый вариант сценария. В 1926 году началась подготовка съёмок немого чёрно-белого фильма, но ДеМилля сценарий не устроил, и дальше планов дело не пошло. Рукопись долгое время лежала в архивах студии. Айвор Монтегю предпринимал попытки начать съёмки в Великобритании и написал собственный вариант сценария «Войны миров», но не продвинулся дальше черновика. Предложения делались многим известным кинематографистам. Джесси Ласки обсуждал возможность возглавить съёмки фильма с Сергеем Эйзенштейном, который в 1930 году посетил Голливуд. Он предлагал советскому режиссёру на выбор сценарий по «Войне миров» или «Ученику дьявола», однако Эйзенштейн предпочёл начать съёмки картины «Да здравствует Мексика!». Переговоры безуспешно велись и с Альфредом Хичкоком.

В 1950 году компания Paramount заключила договор с Джорджем Пэлом на два фильма. Пэл начал сотрудничество с фильма по роману «Когда миры столкнутся». Во время работы над этой картины в архивах кинокомпании Пэл обнаружил заброшенный сценарий «Войны миров» и сразу увидел заложенный в нём хороший потенциал. Джордж Пэл предложил руководству компании в качестве следующего проекта «Войну миров» и получил предварительное согласие. К этому моменту Пэл уже сделал выбор режиссёра: Байрон Хэскин зарекомендовал себя как опытный профессионал, знакомый с производством картин со специальными эффектами. В начале 1951 года Пэл вместе со сценаристом Барри Линдоном и Байроном Хэскином начали писать сценарий заново. В основном они пытались сохранить дух книги Герберта Уэллса, но по возможности приблизить сценарий к реалиям 1950-х годов: атомной угрозе, технологиям и современной тактике ведения войны. Тогда же соавторы решили перенести действие в окрестности Лос-Анджелеса, что намного облегчало съёмки. Главного героя (который у Уэллса был безымянным) поначалу нарекли Брэдли и сделали майором американской армии, но позже он стал учёным. По причинам технических сложностей реализации создатели картины уже на этапе сценария отказались от изображения марсианских треножников и ограничились летающими тарелками. 7 июня 1951 года черновой вариант сценария был готов.

В первом варианте Форрестер был женат (как и главный герой романа) и, потеряв в ходе катаклизма супругу, разыскивал её. Вице-президент компании Дон Хартман, прочитав сценарий, назвал его «полной ерундой» и выкинул в мусорную корзину. Хартману не понравилось отсутствие «любовного интереса» у главного героя и чрезмерное, на его взгляд, насилие. Сценаристы учли поправки и решили внести в картину гораздо более заметную, по сравнению с первоисточником, романтическую линию, добавив главный женский персонаж — Сильвию. Джордж Пэл переписал сценарий и, заручившись поддержкой Сесила ДеМилля, сделал вторую попытку, отдав текст на ознакомление сразу руководителю киностудии Фрэнку Фримэну. Ознакомившись с работой, тот одобрил начало производства картины.

Первоначально на главную мужскую роль попробовали Ли Марвина. Однако, просмотрев пробы, продюсер решил, что здесь будет лучше смотреться лицо не столь примелькавшееся американской аудитории. Актёра с Бродвея Джина Бэрри заметили в малобюджетной фантастической картине «Атомный город» и утвердили его на роль Клэйтона Форрестера.

Сесил ДеМилль отклонил предложение стать голосом картины за кадром, и эту роль исполнил Седрик Хардвик. Как представлялось продюсеру, его голос более соответствовал «английской» интонации, очень подходящей фильму по мотивам романа Уэллса.

Оператора Джорджа Барнса привлекли потому, что он был знаком с технологией производства стереокино. Именно такой поначалу видел продюсер всю будущую картину или по, крайней мере, её значительную часть. У Хэскина даже возникла идея снять в 3D только концовку, изображающую атомную бомбардировку марсиан. В тот момент, когда на экране герои должны были надеть чёрные светозащитные очки, то же самое должны были сделать и зрители. Идея не нашла поддержки у руководства Paramount.

Первоначальная раскадровка картины была создана художником-постановщиком Альбертом Нозаки. Чесли Боунстелл, специализировавшийся на астрономической тематике, нарисовал декорации и задники, в которых сняли ландшафты планет солнечной системы. Художникам Хэлу Перейра и Альберту Нозаки предстояло создать концепцию внешности марсиан и их фантастической техники. Режиссёр поддержал их стремление отойти от уже сложившихся стереотипов «летающего блюдца» и «зелёных человечков». Именно Нозаки в сотрудничестве с Боунстеллом и придумал дизайн летательных аппаратов инопланетян, заимствованный у ската-манты, добавив сверху характерный «излучатель». Модели летающих тарелок были изготовлены из меди и покрашены в красноватый оттенок. Они были около метра в диаметре и подвешивались на тонких тросах (хорошо заметных в кадре), посредством которых ими, словно марионетками, управляли операторы. Через тросы подавалось электричество и осуществлялось удалённое управление тарелкой: зажигались лампочки, выдвигался и поворачивался «излучатель».

Нозаки создал внешность инопланетян. Художник-гримёр Чарльз Гемора сконструировал из папье-маше и резины чучело марсианина. Хэскину модель понравилась, но он долгое время требовал от команды придумать решение — как заставить марсиан двигаться. Вариант с человеком, переодетым в костюм марсианина, его не устраивал, но другого способа выдумать не удалось. Переодетым марсианином стал всё тот же Чарльз Гемора, подошедший на «роль» из-за маленького роста. Внешность инопланетных захватчиков режиссёра так до конца и не устроила, и он старался, по возможности, держать их в кадре сбоку или в тени. Марсиане, над костюмом которых Гемора работал более 6 месяцев, появляются в картине в общей сложности не более чем на 20 секунд.

Команду специальных эффектов возглавил Гордон Дженнингс. Все они изображались в соответствии с возможностями 1950-х годов. Значительные сложности возникли с иллюзией «испарения» людей и техники под ударами тепловых лучей марсиан. Реализован этот эффект был при помощи совмещения анимационных кадров в игровом фильме. Для одной только сцены пришлось нарисовать последовательно 144 изображения постепенно исчезающего тела на целлулоидной плёнке. Сами страшные «лучи смерти» захватчиков возникли на плёнке при помощи приёма двойной экспозиции. Падение метеорита-корабля марсиан создавалось при помощи анимации и отрисованных задников. Художники попытались создать нетривиальный эффект перемещения тарелок инопланетян при помощи трёх лучей, бьющих из под их корпуса (создателям не хотелось расставаться с образом треножника), но для того времени это была слишком сложная затея. Замысел остался только на предварительных набросках. Дженнингс попробовал для дополнительного эффекта добавить электрические разряды, бьющие снизу корпуса тарелки, но это оказалось слишком сложно и пожароопасно. Электрические разряды можно заметить в первой сцене, где машины выбираются из кратера, образовавшегося после падения корабля.

Для изображения сцены разрушения города были использованы миниатюрные модели. В павильоне №18 был возведен квартал Лос-Анджелеса. После этого квартал был разрушен небольшой порцией взрывчатки и запечатлён четырьмя камерами на ускоренной киносъёмке. «Ядерный взрыв» сымитировали горючим цветным порошком, смешанным с горючим газом и подорванным электрическим разрядом. Комбинация дала эффектное грибовидное облако высотой около 20 метров. Для сцен, связанных с бомбардировщиком Northrop YB-49 и сцен разрушения городов в фильм были подмонтированы документальные и архивные съёмки. Всего из $2 млн бюджета картины примерно $1.4 млн было потрачено на спецэффекты.

Съёмки картины начались 1 декабря 1951 года и заняли примерно 6 недель.

Картина была главным образом снята в павильонах или в окрестностях студии. Улицы городка Линда Роза, а также Лос-Анджелеса были, в основном, воспроизведены при помощи декораций. Отдельная бригада операторов была отправлена в пустынную местность Аризоны — запечатлеть сражение американской армии с марсианами. Хэскин, пользуясь полной поддержкой подразделений армии, расквартированных в штате, снял сцены, связанные с военными действиями и перемещениями техники. Отдельные сцены были сняты на улицах Лос-Анджелеса. Финальная сцена снималась в первой методистской церкви Лос-Анджелеса. Эпизоды, связанные с паникой и эвакуацией, также отчасти снимались на улицах города. Натурные и павильонные съёмки были завершены в середине февраля 1952 года.

За неделю до конца съёмок юристы компании неожиданно распорядились приостановить производство. Выяснилось, что права Paramount на экранизацию ограничены только немой версией картины. Пришлось поспешно связаться с сыном писателя Фрэнком Уэллсом и выкупить за дополнительные $7 тыс. права на звуковую версию.

Этап предварительного монтажа картины и доработки визуальных эффектов продолжался до ноября 1952 года. Много времени и ресурсов отняли звуковые эффекты в картине, подготовленные командой звукорежиссёра Лорена Райдера. Они синтезировали странные шумы, издаваемые летающими тарелками марсиан и их оружием, воспроизведенные в студии сведением голоса трёх электрогитар, что стало одним из первых примеров электронной обработки звуков в кинематографе. Эти же звуковые эффекты были впоследствии использованы в картине 1996 года «Марс атакует!» Тимом Бёртоном для сопровождения атаки марсиан.

Байрон Хэскин остался не особенно доволен исполнительским мастерством Энн Робинсон. Актриса в поздних интервью признавалась в том, что так никогда и не прочитала роман Уэллса.