Masters of the Air est la troisième et dernière série compagne suivant Band of Brothers (2001) et The Pacific (2010), mais c'est la seule des trois à ne pas être diffusée sur HBO.

Le projet a d'abord été signalé en 2012 comme étant envisagé par Tom Hanks et Steven Spielberg, et HBO a confirmé en janvier 2013 qu'elle développait la série basée sur le livre de Donald L. Miller, adapté par John Orloff.

En octobre 2019, Apple a conclu un accord avec les sociétés de production de Spielberg et Hanks pour transférer la série exclusivement sur Apple TV+, HBO confirmant par la suite qu'elle avait abandonné le projet ; elle est devenue la première série Apple TV+ produite sous Apple Studios, le studio interne d'Apple.

Le tournage principal a commencé en février 2021 à Dalton Barracks, l'ancien terrain d'aviation de la Seconde Guerre mondiale RAF Abingdon dans l'Oxfordshire, en Angleterre, avec des tournages supplémentaires à Hemel Hempstead.

Le tournage a été brièvement interrompu en juillet 2021 en raison de tests positifs à la COVID-19 parmi l'équipe, dans le cadre de plusieurs retards causés par des mesures gouvernementales strictes liées à la pandémie.

Un ensemble de casernes temporaire de style Seconde Guerre mondiale a été construit à Newland Park à Chalfont St Peter, pour lequel une autorisation de planification rétroactive de 12 mois a dû être demandée.

La série a utilisé la technologie de production virtuelle sur plateau par Lux Machina pour les scènes de cockpit, et un total de 3 447 plans d'effets visuels ont été créés pour la miniserie, DNEG gérant 1 600 à 2 000 plans comprenant la plupart des séquences aériennes.

Malgré des critiques généralement positives (85 % sur Rotten Tomatoes), la série a fait face à des critiques pour les inexactitudes historiques, l'absence de contexte narratif stratégique, et les scènes aériennes en images de synthèse que certains critiques ont décrites comme donnant aux bombardiers B-17 une apparence « de dessin animé ».

Un documentaire compagnon intitulé The Bloody Hundredth, narré par Tom Hanks, a été publié sur Apple TV+ le 15 mars 2024, détaillant l'histoire réelle du 100th Bomb Group qui a inspiré la série.