Même si Volt, star malgré lui est un film en images de synthèse à la pointe de la technologie, l'équipe a quand même eu recours a des storyboards classiques dessinés à la main (sur papier ou ordinateur) pour monter l'action scène par scène.
A l'origine du projet, la chatte de gouttière Mitaine s'appelait Mister Mitaine, parce que ses anciens maîtres n'ont jamais pris le temps de savoir si elle était un mâle ou une femelle. Un animal qui a décidément posé bien des problèmes à l'équipe du film, puisque son apparence est longtemps restée indécise : la difficulté n'était pas de choisir un pelage noir et blanc, mais de trouver un équilibre entre sa fourrure pelée et négligée, son côté voyou et peu soigné dû à sa vie misérable dans les rues de New York, et des parties de fourrure plus douces, visibles sous tous les angles de caméra.
Le physique du personnage de Volt est librement inspiré de la race du Berger Blanc américain.
Contrairement à Chicken Little et Bienvenue chez les Robinson, pourtant exploités en 3-D dans certaines salles, Volt, star malgré lui est le premier film d'animation issu des studios Disney à avoir bénéficié de ce procédé dès sa création, et non en post-production.
Afin d'étudier les conditions de lumière des décors, et la façon dont elles pouvaient s'appliquer à l'univers du film, Adolph Lusinsky et son équipe ont voyagé à travers les Etats-Unis. C'est ainsi qu'ils se sont rendus dans des parcs de camping-cars dans l'Ohio, dans le désert autour de Las Vegas, dans les docks de San Francisco et les rues de New York.
Pour le style visuel de Volt, star malgré lui, les réalisateurs et le responsable du style visuel et de la mise en lumière, Adolph Lusinsky, se sont inspirés de certains films du début des années 70, à commencer par le travail des chefs opérateurs Gordon Willis et Vilmos Zsigmond sur certains longs métrages de Robert Altman.
La création du personnage de Rhino, un hamster dans sa boule, s'est révélé l'une des plus grandes difficultés du projet. Pour pouvoir saisir concrètement les mouvements du personnage, l'équipe du film a adopté un vrai hamster, qu'elle a baptisé Doink, et l'a filmé du dessous alors qu'il marchait sur une feuille de plexiglas, de façon à voir comment ses pattes se déplacent dans la boule de plastique.
"Je crois que pour faire un film - et surtout un film d'animation - qui ait vraiment du succès, il faut trois ingrédients", raconte le producteur John Lasseter. "D'abord, une histoire captivante qui tient le spectateur en haleine. Ensuite, des personnages attachants et marquants (...) Et pour finir, il faut placer cette histoire et ces personnages dans un monde crédible - pas réel, mais crédible pour le film et l'histoire que vous racontez. Il est fondamental que ces trois choses soient présentes et très étroitement liées. Et puis il faut aussi créer le lien avec le public, j'appelle cela le "fondement" : il faut montrer aux gens quelque chose de familier, mais d'une manière complètement inédite."
Première réalisation de Chris Williams, Volt, star malgré lui marque un tournant dans l'histoire de la branche animation des Studios Disney, puisqu'il est le premier film à avoir été conçu et produit sous l'égide de John Lasseter, ainsi que le tout premier avoir été réalisé en 3-D.
"En plus de l'humour, il faut aussi de l'émotion. Walt Disney avait coutume de dire que pour chaque rire, il doit y avoir une larme. Je crois à cela. Dans Volt, star malgré lui, l'émotion naît du parcours qu'accomplit le personnage et de l'évolution que cela va provoquer chez lui."