Lorsque Glenn Ford va chercher Clark Kent petit, il écoute Round around the clock, chanson-phare du film de Richard Brooks, Graine de violence (1955), où il tient le rôle principal.
Le rôle des parents de Lois Lane est tenu dans le film par les héros de la série Superman des années 50 : Kirk Alyn, qui était le héros aux collants, et Noel Neill, qui jouait Lois Lane.
Pour obtenir une musculature convenable, Christopher Reeve a suivi un gros programme de bodybuilding avec Davis Prowse, connu pour son rôle de Dark Vader dans la trilogie Star Wars (1977). Son corps évolua tellement que les scènes tournées au début durent être refaites. Le tournage dura 19 mois, avec 11 équipes de tournage, et plus de 1000 techniciens répartis sur trois continents, longueur qui tient au fait que Donner et se soient partagés la réalisation et que les images du deuxième opus aient été tournées durant cette période.
Richard Donner décida d'engager un acteur inconnu pour le rôle de Superman : ainsi fut choisi Christopher Reeve, alors que des grands noms avaient circulé auparavant, comme Clint Eastwood, Steve McQueen, Sylvester Stallone ou Nick Nolte. Son cachet, de 225000 $, paraissait bien maigre par rapport à celui de Marlon Brando, qui a touché 4 millions de $ pour son rôle dans les 10 premières minutes du film et 12 jours de tournage. Quant à Lois Lane, la production proposa le rôle, dans un premier temps, à Lesley Ann Warren. Mario Puzo, auteur du Le Parrain de Francis Ford Coppola, fut engagé comme scénariste.
Superman a été un immense projet pour la Warner qui a consenti un investissement de 45 millions de $, montant très important pour l'époque, mais il est vrai que l'attente du public était forte du fait du succès du personnage dans la bande dessinée américaine de Jerry Siegel. Ainsi, trois ans et demi de préparation ont été nécessaires au total, et le tournage dura un an et demi, entre les studios en Angleterre et les extérieurs à New York, au Nouveau-Mexique et au Canada.
Les producteurs pensèrent d'abord à Steven Spielberg pour la réalisation de Superman I, mais ils hésitèrent devant le salaire qu'il demandait. Ils attendirent en fait de voir les résultats qu'il allait avoir avec Les Dents de la mer, mais ensuite Spielberg se tourna vers d'autres projets et Richard Donner, auréolé de son succès de La Malédiction, reprit la main, après que les producteurs eurent proposé le poste à Guy Hamilton.
L'un des co-scénaristes de Superman n'est autre que Mario Puzo, célèbre auteur du Parrain, adapté par Francis Ford Coppola en 1972 et dans lequel on retrouvait déjà Marlon Brando, interprète de Jor-El ici.