Daniel Knauf concebeu o roteiro original de Carnivàle entre 1990 e 1992, quando trabalhava insatisfeito como corretor de seguros de saúde na Califórnia e sonhava em se tornar roteirista.
A vivência de Knauf ao crescer com um pai deficiente, que não era visto como uma pessoa 'normal', influenciou fortemente a história e o modo como os 'aberrações' do circo são retratados.
O roteiro original tinha 180 páginas, o dobro do tamanho de um roteiro de longa-metragem típico, e mesmo assim Knauf sentia que era curto demais para fazer justiça à história, então o engavetou.
Quase todos os outros roteiros de Knauf foram rejeitados pelos estúdios de Hollywood por serem considerados 'estranhos demais'.
O piloto chegou até a HBO por meio de Scott Winant, amigo em comum de Knauf e do produtor Howard Klein, e a rede considerou Knauf inexperiente demais para dar-lhe controle total do orçamento, nomeando Ronald D. Moore como showrunner até Knauf assumir após a primeira temporada.
O personagem Irmão Justin foi originalmente concebido como um pregador já bem estabelecido e um papel recorrente, mas foi reformulado como um ministro metodista comum de cidade pequena para permitir seu crescimento ao longo da série, o que também levou à criação de sua irmã Iris.
A história de Carnivàle foi planejada originalmente como uma trilogia de 'livros', cada um com duas temporadas, mas o cancelamento pela HBO após a segunda temporada impediu que esse plano se concretizasse.
O episódio piloto foi filmado ao longo de 21 dias, e as discussões criativas entre roteiristas e a emissora atrasaram a filmagem do segundo episódio em catorze meses.
A HBO investiu cerca de 4 milhões de dólares por episódio, valor consideravelmente maior do que a maioria das séries de televisão recebe.
Para recriar a atmosfera seca e empoeirada do Dust Bowl, fumaça e sujeira eram constantemente sopradas por tubos no set, e cerca de 5.000 pessoas foram figurinadas apenas na primeira temporada.
As cenas da cidade fictícia de Mintern foram filmadas no Paramount Ranch, em Agoura Hills, enquanto o Big Sky Ranch serviu como localização permanente do carnaval na segunda temporada e também como a nova casa do Irmão Justin em New Canaan.
A sequência de abertura, criada pela empresa de efeitos visuais A52, utilizou transparências digitalizadas de obras de arte famosas, cada uma com até 300 MB, combinadas com imagens de arquivo da era da Depressão americana.
O tema de abertura foi composto por Wendy Melvoin e Lisa Coleman, ex-integrantes da banda The Revolution, e venceu o Emmy de 'Outstanding Main Title Design' em 2004.
A personagem Sofie foi originalmente escrita como uma cigana mais exótica, mas a atriz Clea DuVall conquistou o papel após quatro audições.
Michael J. Anderson foi escalado como Samson praticamente sem concorrência, já que Daniel Knauf o queria no papel desde a reunião inicial do projeto.
Vários críticos compararam Carnivàle a Twin Peaks, de David Lynch, série na qual o próprio ator Michael J. Anderson havia atuado anteriormente; Knauf também fez comparações com o romance 'As Vinhas da Ira', de John Steinbeck.
O episódio piloto 'Milfay' atraiu 5,3 milhões de espectadores em sua estreia, estabelecendo na época o recorde de maior audiência de estreia para uma série original da HBO, recorde que seria quebrado meses depois por Deadwood.
Após o cancelamento, fãs organizados enviaram mais de 50.000 e-mails à HBO em um único fim de semana pedindo a renovação da série.
Em 2005, o escritor Jeff Bergquist processou os criadores de Carnivàle, alegando que a série havia sido copiada de seu romance inédito 'Beulah', ambientado em um carnaval itinerante durante a Depressão; a HBO e Knauf negaram qualquer plágio.
Dois anos após o cancelamento, Knauf ofereceu aos fãs, após um leilão beneficente, o 'Pitch Document', um resumo detalhado da primeira temporada escrito originalmente em 2002 e 2003 para orientar roteiristas e o estúdio sobre o enredo pretendido da série.
