虚淵へのオファーは、プロデューサーの岩上が『Fate/Zero』を読んだことをきっかけとする推挙であったため、虚淵もどういう作風を求められているのかは明白だったといい、物語を組み立てる際には同作での経験を生かしたとしている。その一方でキャラクター原案が蒼樹うめだと聞いたときには戸惑いがあったといい、蒼樹のキャラクターを自らの作風に取り込むとどうなるのかを考えるために『ひだまりスケッチ』を何度も読み返したという。虚淵は企画会議でゴーサインが出た直後から構成案に取り掛かり、2回目の会議までに全13話構成のあらすじをA4用紙2ページ分にまとめた構成案を提出している。そして、構成案が出た会議にて1話を減らして全12話になることが決定された。構成案ではさやかが絶望して魔女となってしまう理由が未定であるなど、第6話から第8話までの内容が煮詰められていなかったが、伏せられた事実を段階的に明かしていくという構成が既に決まっており、基本的な構成はほとんど変更されていない。虚淵は本作の構成について、自身が参加した2009年のテレビアニメ『Phantom 〜Requiem for the Phantom〜』においてシリーズ構成を担当した、黒田洋介の手法を参考にしており、第3話に最初の山場を設ける構成も黒田から学んだことであるとしている。構成案を元にした脚本の執筆は、2008年末から2009年末にかけて毎月1話分のペースで進められたが、脚本会議に提出された第1稿はほぼそのまま通り、後から固有名詞の変更や、戦闘シーンのイメージの反映、および矛盾点の修正などは行われたものの、監督から修正を要求することはほとんどなかった。監督の新房は虚淵をアニメ脚本家ではなく作家として見ていたため、最初から物語の展開に手を入れる気はなかったといい、脚本の勢いを殺さない意図もあったとしている。しかし、虚淵にとってシナリオの仕事とは7割の修正を余儀なくされるのが常であり、前例のない体験であったという。魔法少女たちの戦いについて、岩上が企画した当初は「能力戦」「誰が勝つか分からないバトルロイヤル」といった方向性を想定していたが、脚本段階では戦闘の詳細な内容はほとんど詰められなかった。登場人物のネーミングは虚淵が行っているが、一風変わった名前の方がネットでの検索エンジンでも検索されやすいとの理由から、特徴的な名前が付けられており、主要人物は女性名にも聞こえるような苗字となっている。まどかの母や仁美といったサブキャラクターの設定や役割は、脚本を書き進める段階で固められた。
ミスター・ビッグのメンバーは元々、バーント・オーク（Burnt Oak）という名前で1960年代後期から一緒にプレイしていた。ミスター・ビッグというバンド名での最初の演奏は、1972年、ロンドン、オックスフォード・ストリートのマーキー・クラブ（en:Marquee Club）で、マネージャーがチラシにバーント・オークの代わりにミスター・ビッグという名前を使ったからだった。マネージャーはビラの変更を拒み、以後バンドはその名前で活動することになった。1974年、ミスター・ビッグはエピック・レコードと契約し、3枚のシングルをリリースした。どの曲もヒットには至らなかったものの、Ayesha Broughの『Lift Off』というテレビのポップ音楽番組と、BBCの警察ドラマ『Softly, Softly: Taskforce』に（俳優兼歌手のポール・ニコラウス（en:Paul Nicholas）をリード・シンガーに迎えて）出演した。1975年、モット・ザ・フープルのマネージャーのボブ・ハーシュマンがミスター・ビッグのマネージを引き受けることになった。EMIに移籍してファースト・アルバム『甘美のハード・ロッカー（Sweet Silence）』を発表。このアルバムのプロモーションのために、マイク・マンスフィールドの『Supersonic』や『Superpop』に出演した。11月には、クイーンの『オペラ座の夜』ツアーをサポートした。1976年、ミスター・ビッグは自身のUKツアーを行い、さらにスウィートのヨーロッパ・ツアーをサポートし、デンマークやオランダのテレビに出演し演奏した。それからカリフォルニア州ロサンゼルスで、ヴァル・ギャレイをプロデューサーに迎えて、セカンド・アルバム『フォトグラフィック・スマイル（Mr Big）』をレコーディングした。1977年、ミスター・ビッグは2月から4月にかけて、トム・ペティ、ジャーニー、カンサス、ザ・ランナウェイズと一緒にアメリカ・ツアーを行った。一方、アルバム『フォトグラフィック・スマイル』からシングル・リリースされた『恋するロミオ』が、BBCの一時的放送禁止措置にもかかわらず、全英シングルチャートで第4位になった。この曲は日本、オーストラリア、アメリカ合衆国、ヨーロッパの一部の国でも好セールスをあげ、南アフリカ共和国のバンドがカバーもした。続けて第2弾シングル『故郷への慕情（Feel Like Calling Home）』をリリースしたが、前作ほどの成功は得られず、チャートも35位止まりだった。ミスター・ビッグはイギリスやヨーロッパのテレビに出演し、自身のUKツアーも行った。1978年、モット・ザ・フープルのイアン・ハンター（en:Ian Hunter (singer)）をプロデューサーに迎えてサード・アルバム『Seppuku』をレコーディングし、再びUKツアーを行った。アルバムからシングル・リリースした『Senora』をBBCの『トップ・オブ・ザ・ポップス』で演奏するが、ほどなくしてバンドは解散してしまった。ディッケンとベーシストのピーター・クロウザーはブロークン・ホーム（Broken Home）というバンドで活動を続け、2枚のアルバムをリリース、1980年にはレディング・フェスティバルに出演、さらにノルウェーとドイツで小ヒットを飛ばした。ブロークン・ホーム解散後のディッケンは、さまざまなミュージシャンとコラボレートする一方で、ソロとしても活動するが、1989年には再びミスター・ビッグとしての活動を開始、この時期に録音された楽曲は1996年にアルバム『レインボー・ブリッジ（Rainbow Bridge）』としてディッケンの自主レーベルより発売された。しかし、当時アメリカに同名人気バンドがいたため、混同を避けるためにアルバムはMr Big UK名義で発表された。ディッケンはその後画家としての活動もはじめ、平行して音楽活動を続けたが、次第に表舞台からは姿を消した。2005年、ディッケンはエディ・カーターとともに三たびミスター・ビッグとしての活動を開始。2007年にはイギリスのマイナー・レーベル　angel airより、ディッケンの活動を総括するようなベスト・アルバム『DICKEN』が発売された。これにはディッケンのソロ時代の曲や'Mr Big UK期の貴重な音源にまじり、新たに録音された新曲が収められた。2011年には実に33年ぶりとなるミスター・ビッグ名義での４枚目のアルバム『Bitter Streets』が完成。同年7月に発売された。