一部の登場人物は美少女ゲーム雑誌上でキャラクターデザインの経緯が明かされている。主人公である御影 海人の設定には前作・『はつゆきさくら』に寄せられた意見が反映されている。『はつゆきさくら』では主人公が不良で口が悪くヒロインに乱暴に接するという性格であり、ユーザーからは主人公の個性が強すぎて嫌だという意見が寄せられた。そこで、本作では主人公・御影 海人の個性は少し弱めに設定されている。成海 杏のキャラクターデザインには、茉宮祈芹による原案がほぼそのまま採用されている。これは、「好きな雰囲気を詰め込んだ」という茉宮によるデザインが、スタッフの間で最高の出来だと評価されたためである。サブキャラクターの曽根原 蓮は女装少年という設定である。物語上でこの設定に意味があるわけではないが、ほんたにかなえが女装の子を入れると面白そうだと提案した結果、この設定になった。
本作の開発は、『はつゆきさくら』が発売された2012年2月より後に始まった。『はつゆきさくら』まで続いた四季シリーズの制作が一段落したこと、四季シリーズのシナリオを全て手がけた新島夕が退社したことから、新しい流れでやっていくということになった。制作スタッフが企画を考え始めたのは2012年4月頃である。第18作目は、KUROが企画した本作と不良少女がヒロインの企画の2つの候補があったが、後者の企画は他社と被るということで、本作の企画が採用となった。最初期の企画では、猫を助けたら呪いをかけられてしまうという設定だった。しかし、企画の早い段階からカルマルカや魔可という設定に切り替えられ、「七夕」・「星」・「七つの大罪」などをモチーフにし、夏を舞台とした物語となった。企画が決まり、2012年の秋頃からシナリオライターと相談しながら話を膨らませていった。タイトルに使われている「カルマルカ」という名称を考えたのはほんたにかなえで、本作のキーワードである「カルマ」に「ルカ」を付けたらかわいい雰囲気の名称になると提案し、タイトルに採用された。
本作の企画を行ったのはSAGA PLANETS代表のKUROである。シナリオは外注スタッフである瀬尾順・砥石大樹・御厨みくり・律・モーリー・藤井リルケ・高嶋栄二が担当した。原画は、SAGA PLANETSの前作の『はつゆきさくら』でも原画を担当したほんたにかなえ・とらのすけ・ちまろの他、有末つかさ・茉宮祈芹・風見春樹も原画を担当した。SD原画を担当したのは都桜和であり、背景原画は塩澤良憲が担当した。BGMを担当したのは樋口秀樹と水月陵であり、主題歌の制作を行ったのはElements GardenとI'veである。ムービー制作はゆずソフトに所属するろどと、sleepwalker、utaが行った。
1960年代ごろ、イギリスでは7.62x51mm NATO弾の代替として軽量であるが効果的な弾薬の製作を試みていた。元々の実験では、.280ブリティッシュ弾を減口径し、6.3mmとすることに焦点を当てていた。しかしながら、1960年代には西ドイツの研究により、5mmか、よりもっと小さな口径を持つ弾薬という概念が提示された。結果、この研究はイギリスを後押しし、彼らの試験弾薬に替えて5mm口径弾を使用させることとなった。SA80用となるであろう5mm弾の仕様は、5mm弾の製造が必要であるという考えを決定づけた。4.85x49mm弾はもともと5x44mm弾として開発着手し、これは1970年に製造された。こうした初期の試作品に用いられた弾頭の形状は、もう一つ別に試験生産されたイギリスの弾薬である、6.23x43mm弾の一種に使われたものを基礎にしている。実際の弾薬は5.56mm NATO弾の形状をリフォームしたものから作られた。しかし、試験銃身の山径に弾薬の口径をあわせるという指示により、この弾薬はすぐに4.85x44mm弾に改称することが決定された。この弾薬の実際の直径は変更されていない。試験が繰り返され、弾丸の薬莢への収容に問題があることが示された。この改修のため、弾薬のネック部分が5mm延長され、4.85x49mm弾が製造された。しかし、生産ラインが新しい弾薬用として完全に改修される前に、RSAFエンフィールド社は試験用弾薬のバッチを要求した。試験の仕様に合わせる手段として、手作業により既存の4.85x44mm弾のネック部分が5mm延長された。1970年代を通じ、4.85x49mm弾とL64/65小銃の両方の試験が繰り返された。1976年、L64/65兵器システムは公式発表された。公衆がこの兵器と4.85mm弾を公式に知った最初の機会だった。1977年、NATO用の標準装備として新しい弾薬と兵器を探すためのトライアルが進行中だった。イギリスでは個人用武器に4.85x49mm弾が装備されると考えられていた。XL1E1普通弾とXL2E1曳光弾の両方が多量に製造され、これは試験に提供するに十分な数の弾薬だった。イギリスは、アメリカ合衆国とNATOが5.56mm弾を上回る4.85mm弾の特有の利点に注目し、これを採用することを期待していた。4.85mm弾の兵器としての寿命は、NATOの試験により、5.56mm弾用としてFNハースタル社のSS109弾が最も良好な能力を持つという結論を迎えたときに終了した。1979年、5.56mm弾が選ばれ、イギリスの審査員達は4.85mm弾を公式に廃棄した。この後、個人用武器システムは、5.56mm口径へと薬室を改修した。4.85mm弾薬を使用したいかなる国家も他には存在しない。