Produkcja We wrześniu 2014 roku Warner Bros. Television ogłosiło plan stworzenia serialu wokół postaci Supergirl. Twórcami serialu zostali Greg Berlanti, Ali Adler i Andrew Kreisberg. W tym samym miesiącu podano, że serial ten będzie miał premierę na antenie CBS w sezonie 2015–2016.
W styczniu 2015 roku ogłoszono, że tytułową rolę zagra Melissa Benoist, a w Jamesa Olsena wcieli się Mehcad Brooks. W lutym 2015 do obsady dołączyli Calista Flockhart, Laura Benanti, David Harewood i Chyler Leigh, a w marcu Jeremy Jordan, Faran Tahir i Owain Yeoman. W tym samym miesiącu potwierdzono również, że Helen Slater, która zagrała tytułową rolę w filmie Supergirl z 1984 roku oraz Dean Cain, który zagrał Supermana w serialu Nowe przygody Supermana z 1993 roku pojawią się gościnnie w roli rodziców adopcyjnych Kary.
Zdjęcia do pilota serialu miały miejsce w marcu 2015 roku, a premiera 1 sezonu, który miał składać się z 13 odcinków, odbyła się 25 października tego samego roku, jednak 30 listopada 2015 roku stacja CBS zamówiła dodatkowe 7 odcinków serialu.