La série est adaptée des aventures de Courtney Whitmore, alias Stargirl, publiées chez DC Comics dès 1999. La super-héroïne a été créée par Geoff Johns lui-même. Le nom, l’apparence et la personnalité de ce personnage ont été inspirés par la défunte soeur du créateur, qui a perdu la vie lors de l’explosion du vol TWA 800 en 1996.
Brec Bassinger est la première actrice américaine à incarner Stargirl. Celle-ci n’a pas souhaité regarder les performances précédentes de ses collègues canadiennes - Britt Irvin dans Smallville et Sarah Gray dans DC: Legends of Tomorrow - afin d’apporter un oeil neuf au personnage. A son égard, le créateur Geoff Johns affirme : "Dès que je l’ai vue, j’ai su qu’elle serait Courtney. Elle a un humour, un enthousiasme, une énergie et un optimisme innés."
En ce qui concerne le ton de la série, Geoff Johns s’est inspiré de ceux de Buffy contre les vampires, Spider-Man: Homecoming, ou encore des films des années 80 tels que Retour vers le futur et E.T. l’extra-terrestre. L’acteur Henry Thomas, qui y incarnait Elliott, est d’ailleurs au casting, sous les traits du mystérieux Dr. Mid-Nite.
Alors qu’elle venait de donner naissance à une petite fille, Joy Osmanski a repris le chemin de la salle de sport afin de se préparer physiquement au rôle de Paula Brooks - alias Tigress. "Je voulais faire autant de cascades que possible. J’ai commencé à travailler très sérieusement pour la première fois de ma vie, avant le pilote, pendant trois mois. Une fois sur le plateau, je me suis rendue compte que ma formation de danseuse allait également me servir pour les chorégraphies de combats.", raconte-t-elle.
Joy Osmanski faisait régulièrement des allers-retours entre Atlanta, où était tourné la série, et Los Angeles, afin de prêter sa voix à Jing dans la série d’animation Duncanville.