斯皮尔伯格起初想拍摄一部关于UFO信徒的纪录片或者小成本电影，但他后来决定拍摄一部依赖于技术水平的电影，并且认为250万美元的拍摄经费远远不够。他借鉴了《怪人》结尾的一段话，将影片命名为“Watch the Skies”，他重写了故事起因，让故事围绕美国蓝皮书计划展开。斯皮尔伯格找到了威拉德·赫依克和格洛丽亚·卡茨，卡茨回忆说：“飞碟居然降落在西好莱坞的罗伯逊大道，我对他说，‘史蒂文，这是我听过的最糟糕的想法。’”1973年12月，斯皮尔伯格找来保罗·施拉德编写剧本，并计划在1974年末开拍，后来因为要筹拍《大白鲨》，斯皮尔伯格推迟了《Watch the Skies》的拍摄。
《大白鲨》不但创下了1亿美元的票房纪录，而且还赢得了如潮好评，哥伦比亚公司决定让斯皮尔伯格放开手脚，任凭他随心所欲。不过，看到施拉德剧本的斯皮尔伯格抓狂不已，因为负罪感深重的剧本故事与UFO毫无关联。在施拉德笔下，故事主人公保罗·范·欧文是一名45岁的空军官员，负责嘲讽和戳穿飞碟的假相，一天，他果真遭遇了飞碟，于是他威胁政府要将真相公诸于世，双方花费15年时间才达成和解。斯皮尔伯格与施拉德产生分歧，随即找到约翰·希尔重写剧本，可希尔的剧本后来也被斯皮尔伯格回绝。哈尔·巴伍德和马修·罗宾斯提出了绑架儿童的建议，斯皮尔伯格开始亲自动笔创作剧本，他的写作风格深受电影《木偶奇遇记》主题曲《星星祝福歌》（When You Wish upon a Star）的影响。在筹拍阶段，影片片名被改为“Close Encounters of the Third Kind”，曾与美国空军携手致力于蓝皮书计划的J·艾伦·海尼克（J.Allen Hynek）博士任本片科学顾问。海尼克认为，尽管本片故事纯属虚构，但其中很多内容都源于确实发生过的神秘事件，勿庸置疑的捕捉到了真实可信的UFO现象。斯皮尔伯格希望《第三类解除》能像《大白鲨》一样席卷票房，于是在筹备过程中背负了巨大压力，不过，美国空军和海军都拒绝协助影片拍摄。
在阿拉巴马州拍摄期间，影片剧组不但饱受飓风天气折磨，而且摄影棚也被雷击毁坏过半。曾经拒绝为《大白鲨》掌镜的摄影师维尔莫斯·齐格蒙德抱怨说：“史蒂文每晚都会观看电影，那些电影激发出源源不断的灵感，于是他加拍了很多镜头，拍摄周期也就一再延误。”一位剧组人员曾说道：“史蒂文，如果你愿意停止观看那些可恶的电影，我们肯定会如期杀青。”后来，制作人朱莉娅·菲利普斯在回忆录《You'll Never Eat Lunch in This Town Again》中对斯皮尔伯格、齐格蒙德和特吕弗大放厥词，她将斯皮尔伯格称作完美主义者。在后期制作期间，朱莉娅因吸食可卡因被制片方解雇。
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