Bethesda zagwarantowała Nolanowi swobodę w pisaniu scenariusza, o ile pozostanie w zgodzie z ustanowioną mitologią uniwersum i nie będzie adaptacją żadnej z dotychczasowych gier, a osobną historią osadzoną w tym świecie.
W lipcu 2020 oficjalnie potwierdzono, że Amazon Studios (później przemianowane na Amazon MGM Studios) wraz z Nolanem i Lisą Joy zrealizują serial na podstawie gier. Joy opisała Fallout jako „dziwaczną, szaloną, zabawną przygodę, popierdoloną jak żaden inny [zrealizowany dotąd serial]”. W styczniu 2022 na stanowiska showrunnerów zatrudniono Genevę Robertson-Dworet i Grahama Wagnera, poinformowano także, że Nolan wyreżyseruje odcinek pilotowy.
Serial jest częścią kanonu gier komputerowych, kontynuując wątki fabularne pojawiających się w nich frakcji, takich jak chociażby Bractwo Stali. Jego fabuła osadzona jest w 2296 roku, po wydarzeniach ze wszystkich dotychczasowych gier. 18 kwietnia 2024 Amazon Prime Video zamówiło produkcję drugiej serii. Przedłużenie serialu o trzecią serię ogłoszono w maju 2025, informując przy tym, że druga pojawi się w grudniu tego samego roku. Budżet pierwszej wyniósł 153 mln USD.