Une fois le film décidé, l'équipe de Carné se met au travail au prieuré de Valette près de Tourrettes-sur-Loup (dans le Midi) alors que la France est totalement occupée par les Nazis. Jacques Prévert écrit le scénario, Alexandre Trauner esquisse certains décors dans la clandestinité dont le Boulevard du Crime tandis que Léon Barsacq relève le défi de concevoir les autres (la loge de Baptiste aux Funambules par exemple) et d'assurer toute la réalisation et la construction de ces décors.

 Egalement dans la clandestinité, Joseph Kosma compose un ballet pour les pantomimes, Pierrot Le Galant, pantomimes qui seront signé par son prête-nom sous l'occupation : Georges Mouqué. Et c'est de nouveau Maurice Thiriet, qui avait signé la musique des Visiteurs du soir l'année précédente, qui s'occupe du reste de la musique en prenant bien soin de mêler les deux compositions avec brio. Pendant ce temps, Carné supervise le tout et revient régulièrement de Paris avec des montagnes de documentations empruntées, entre autres, au musée Carnavalet.

Les Enfants du Paradis est dès le début de l'écriture une aventure collective, peut-être plus encore que pour d’autres films de Marcel Carné, une des explications d’une telle réussite.Très vite l’idée d’une distribution exceptionnelle est lancée, facilitée par le succès des Visiteurs du soir. Outre Jean-Louis Barrault (qui a failli être remplacé pour une question d'emploi du temps par un inconnu à l'époque nommé Jacques Tati, que Carné avait repéré dans un music-hall) pour le rôle de Baptiste Debureau, on retrouve dans le rôle de Frédérick Lemaître, Pierre Brasseur, l'ancien copain d'enfance des Batignolles du cinéaste déjà aperçu dans Le Quai des brumes.