Фильм снял Джеймс Грэй, режиссёр таких проектов, как «Хозяева ночи» (2007), «Любовники» (2008), «Затерянный город Z» (2016).
О своих планах снять фильм «К звёздам» режиссёр Джеймс Грэй рассказал ещё на Каннском кинофестивале в 2016 году.
По словам режиссёра Джеймса Грэя, на создание фильма «К звёздам» его вдохновила приключенческая повесть «Сердце тьмы» английского писателя Джозефа Конрада.
Роли в картине исполнили: Брэд Питт («Семь», «Бойцовский клуб», «Большой куш»), Лив Тайлер («Армагеддон», «Властелин колец: две крепости», «Опустевший город»), Томми Ли Джонс («Джон Ф. Кеннеди: выстрелы в Далласе», «Беглец», «Люди в чёрном»).
Актёры Брэд Питт и Рут Негга ранее снимались вместе в фильме «Война миров Z».
Фильм «К звёздам» стал второй совместной работой актёров Томми Ли Джонса, Дональда Сазерленда и Лорена Дина после фильма «Космические ковбои».
Съёмки фильма проходили в августе в Санта-Кларите, штат Калифорния.
Фотографии молодого героя Томми Ли Джонса в оранжевом скафандре — это кадры из фильма «Космические ковбои».