Influencé par sa grand-mère cinéphile, spécialisée dans l’âge d’or hollywoodien, Ryan Murphy a longtemps réfléchi à ce projet. "Je voulais mettre en évidence trois artistes avec lesquels j’avais grandi et qui me passionnaient parce qu’Hollywood ne leur permettait pas d’être authentiques : Rock Hudson, Anna May Wong et Hattie McDaniel. Et puis, après Versace, j’avais envie de retravailler avec Darren Criss sur quelque chose de plus joyeux et optimiste.", explique-t-il.
Un certain mystère planait autour de la série durant le processus de casting. En effet, Samara Weaving a reçu une audition pour un projet secret sans aucune information sur l’histoire ou sur son personnage. Seulement une scène à lire extraite du film Certains l'aiment chaud de 1959. La comédienne s’est présentée en Marilyn Monroe et a découvert quelques mois plus tard qu’elle avait été choisie par Ryan Murphy pour incarner Claire Wood.
La conception des costumes, dont la majorité ont été faits main, a été fortement influencée par les créations du costumier Adrian Adolph. Pour le maquillage, l’équipe s’est appuyée sur la vaste collection de photographies prises par le célèbre portraitiste de l’âge d’or hollywoodien George Hurrell. Ainsi, les comédiens se sont littéralement glissés dans la peau de leur personnage, comme le souligne Laura Harrier : "Nous portions de véritables pièces vintage des années 40, parfaitement fidèles à l’époque et totalement transformatrices. Quand on enfile les jarretelles, les bas, et les robes, qu’on y ajoute les boucles et le rouge à lèvres, le personnage prend vie. Ça a complètement changé ma façon de marcher et de me tenir."
Afin d’incarner Camille Washington, une comédienne en herbe dont la carrière est entravée en raison de sa couleur de peau, Laura Harrier s’est basée sur les pionnières en la matière : "Dorothy Dandridge a été ma première source d’inspiration. J’ai regardé autant de films et d’interviews d’elle que possible, et ai fait des recherches sur sa vie. Et puis, Lena Horne, qui a été la première femme noire à signer un contrat de studio à Hollywood. (…) J’ai la chance d’être née à une époque où j’ai pu avoir des actrices telles que Halle Berry, Angela Bassett et Nia Long comme références. Mais imaginer un monde où cela n’existe pas et où vous êtes la première personne à représenter une communauté, c’est incroyablement courageux. J’ai voulu rendre hommage à ces pionnières."
Ryan Murphy avait des doutes quant à l’attribution du rôle de l’agent et prédateur sexuel Henry Wilson à l’acteur Jim Parsons, qui venait de dire adieu à 12 années en tête d’affiche de la sitcom The Big Bang Theory. Néanmoins, ce dernier a relevé le défi, à tel point que sa performance a bluffé Meryl Streep. "Jim a chorégraphié lui-même une scène de danse. J’étais en train de filmer The Prom avec Meryl Streep lorsque j’ai reçu les rushs. Je l’ai montré à Meryl et elle m’a dit ‘Mon Dieu, il est incroyable !’.", raconte Ryan Murphy.