Walt Disney a parlé du projet Fantasia au chef d’orchestre Leopold Stokowski lors d’un dîner au restaurant, lui expliquant ses différentes idées pour L’Apprenti Sorcier et pour d’autres éventuels courts métrages. Au grand étonnement de Disney, Stokowski, qui était à l’époque l’un des plus grands chefs d’orchestre au monde, se proposa immédiatement pour diriger la partie musicale du projet.
Parmi les 8 compositeurs auxquels on doit les musiques utilisées dans Fantasia, le seul encore vivant lors de la production du film était Igor Stravinski. Son célèbre Sacre du printemps fut illustré par un court métrage inoubliable mettant en scène l’évolution de la Terre et l’époque des dinosaures (le compositeur déclara à ce sujet ne pas avoir aimé la nouvelle orchestration de Leopold Stokowski pour le film). Ajoutons que Stravinski avait proposé à Walt Disney de composer pour Fantasia une toute nouvelle œuvre musicale, au moment où ce dernier était venu négocier les droits d’adaptation de sa musique. Une proposition qui ne fut finalement pas retenue.
En plus des huit courts métrages constituant la version finale de Fantasia, de nombreuses autres séquences ont été imaginées, sans pouvoir être conservées dans le long métrage. Si certains projets n’ont jamais pu voir le jour, d’autres ont été repris en main 60 ans plus tard pour Fantasia 2000. D’autres encore se sont vus greffer à différents longs métrages, comme Clair de Lune (inspiré de la musique de Claude Debussy), qui a été ajouté à La Boîte à musique en 1946.
C’est le nain Simplet qui devait initialement être le personnage principal de L’Apprenti Sorcier. Disney a finalement décidé de "confier le rôle" à son fétiche Mickey Mouse, soucieux de voir monter la côte de popularité de la célèbre souris.
Pour la séquence de L’Apprenti Sorcier, l’animateur Fred Moore a considérablement modifié le design de Mickey. La célèbre souris a ainsi hérité d’un aspect plus moderne, et notamment de pupilles, au niveau des yeux.
Les animateurs qui travaillaient sur L’Apprenti Sorcier ont secrètement donné au personnage du sorcier certains attributs physiques de leur patron, Walt Disney. Le personnage répond d’ailleurs au nom de Yen Sid, qui correspond au nom de Disney en miroir.
Pour accentuer le côté spectaculaire de Fantasia, Walt Disney et Leopold Stokowski ont un temps envisagé de diffuser différents parfums dans les salles de cinéma à des moments importants du film, soit des senteurs de jasmin pour La valse des fleurs, d’encens pour Ave maria et de poudre à canon pour L’Apprenti sorcier. Cette idée a finalement été abandonnée pour des raisons techniques.
La séquence de Toccata et Fugue en Ré Mineur, illustrée par des formes abstraites et colorées que l’on pourrait presque qualifier de psychédéliques, a un temps été envisagée par Walt Disney comme une séquence en relief, que les spectateurs pourraient admirer grâce à des lunettes 3D.
Le célèbre peintre Salvador Dalí avait à l’époque réalisé plusieurs illustrations pour le film, mais celles-ci ne furent pas intégrées au projet final.