音楽を担当した久石譲は、『風の谷のナウシカ』以降の宮崎長編作品をすべて手掛けており、『千と千尋の神隠し』で7作目。公開に先駆け2001年4月にイメージアルバムが発売され、5曲のボーカル曲のすべてで宮崎が作詞した。宮崎はイメージアルバムに収録されたピアノ曲「海」を気に入っており、久石は、この曲が海上を走る電車のシーンにうまく「はまった」ことを喜んだ。本作ではインドネシアのガムランや琉球音楽、シルクロード、中近東などのエスニックな楽器がふんだんに採り入れられ、フルオーケストラと融合するアプローチが行われた。久石は「スタンダードなオーケストラにはない要素を導入しながら、いかに新しいサウンドを生み出していくか、というチャレンジを試みていた時期ですね」と述懐している。
スタジオジブリでは『ホーホケキョ となりの山田くん』（1999年）よりデジタル彩色が導入されており、本作は宮崎駿監督作品としては初めて、仕上・撮影の工程がデジタル化された。これに伴って宮崎は一部の役職を新しく命名し、CG部チーフだった片塰満則は「デジタル作画監督」に、撮影監督だった奥井敦は「映像演出」になった。『となりの山田くん』では水彩画調の実験的な彩色が行われたため、長編映画でデジタル彩色を用いて従来のセルアニメーションを再現していく作業は、ジブリにおいては実質的に初めての経験といってよかった。この状況を踏まえて、作画・美術・デジタル作画・映像演出の各チーフによって「処理打ち合わせ」という会議が持たれ、各部署間での密接な連携が模索された。たとえば、雨が降ったあとにできた海の描写はデジタル部門や撮影班の上げた成果である。デジタル作画部門はほぼすべての背景動画を担当した。それ以外に、浮き上がる「荻野千尋」の文字や、川の神のヘドロ、海原電鉄から見た黒い人物の様子などを担当した。映像演出部門では、現像を手掛けるイマジカと協力して、独自のカラーマネジメントシステムを導入し、デジタルデータをフィルムに変換する際に色調が変化しないよう努めた。また、本作は初期のDLP上映作品であり、本来であればフィルム特有の画面の揺れは抑えられる環境にあったが、映像演出の奥井はあくまでフィルム上映を基本と考え、完成画面の上下左右に1センチの余裕を残して、シーンに応じてデジタルデータにわざとブレを加える工夫をした。色彩設計は保田道世。宮崎駿・高畑勲とは東映動画に在籍していた1960年代からの知己であり、『風の谷のナウシカ』から『風立ちぬ』に至るまで、すべての宮崎駿監督長編作品で色彩設計部門のチーフを務めている。本作ではデジタル化により扱える色の量が飛躍的に増加した。
2000年9月20日、スタジオジブリ社長、徳間康快が死去。10月16日、新高輪プリンスホテルにてお別れ会。宮崎は会の委員長を務めた。葬儀に出席する喪服の男たちがみなカエルのように見えたと語っており、作中に登場するカエル男たちとの関係をほのめかしている。徳間は作品の完成を見ずにこの世を去ったが、「製作総指揮」としてクレジットされている。同時期、作画作業の遅延は深刻化していた。前述の通り作画監督が増員されたのはこのころだった。経験の浅い新人アニメーターに対しては「遅くとも1人1週間で1カットあげる」という目標を設定したが、それだけではとても公開に間に合わない計算になり、鈴木は頭を悩ませた。社内で上げたカットは全体の半分程度にとどまり、残りは外注で仕上げた。アニメーターの小西賢一に依頼して実力のあるフリーアニメーターをリストアップしてもらい、支援を要請した。動画・彩色は、国内の外注スタジオに委託しただけでは間に合わないということが明らかになった。そこで、ジブリ創設以来はじめて、海外スタジオに動画と仕上を外注することを決断。スタジオから4人を韓国に派遣した。韓国のD.R DIGITALは動画・彩色を、JEMは彩色を担当した。両社の仕事は高品質で、納期も遵守された。
20歳ごろ、9歳のときから愛読していたSF作家R・A・ラファティに手紙を書き、作家になるためのアドバイスを求めるとともに、ラファティのパスティーシュ作品を見せた。ラファティはゲイマンへの返信で励ましや役に立つ情報、文学的なアドバイスを与えた。もっとも影響を受けた作家はロジャー・ゼラズニイだと語ったことがあり、文語体の文体や題材にその影響が見て取れる。ほかに「私の心を形づくってくれて、著作家の道に向かわせた」という作家には、ムアコック、エリスン、サミュエル・R・ディレイニー、アンジェラ・カーター、ラファティ、アーシュラ・K・ル＝グウィンらがいる。1980年代の始めには、ジャーナリズムの世界でインタビュー記事や書評を書きながら、出版界について学び、いつか著書を出すときに役立つであろうコネを作っていた。1984年、駅で売っていたアラン・ムーア原作のコミック『スワンプシング』と出会い、真剣に読むようになった。当時はコミックを子供向けの読み物と思っていたが、ムーアの革新的で力強いアプローチから大きな影響を受け、コミックショップに足しげく通うようになったという。1984年に出した最初の著書はロックバンドデュラン・デュランの伝記だったが、版元の破産ですぐに書店から消えた。翌年にはキム・ニューマンと共著でSF・ファンタジー・ホラー小説の笑える部分を集めて紹介する本 Ghastly Beyond Belief を書いたが、前払金を越える印税は得られなかった。1985年には『ペントハウス』記者の職を提示されたが、ジャーナリズムの世界に骨を埋める気はなかったため断ったという。この時期はポルノ誌 Knave をはじめとする多くの雑誌にインタビュー記事を書いていた。複数の競合誌で仕事をしていたため、ゲリー・マズグレイヴやリチャード・グレイなどの筆名を使いわけた。1980年代後半には「古典的な英国ユーモリストのスタイル」で『銀河ヒッチハイク・ガイド』の解説本を書いた。それに次いで書き始めた作品は、後に英国人作家テリー・プラチェットとの共作により、黙示録の到来を題材にした喜劇小説『グッド・オーメンズ』へと発展した。