Produkcja Przed zaangażowaniem się Sony w produkcję gra była proponowana Microsoftowi, który odrzucił ją ze względu na motyw porywania dzieci. Na Electronic Entertainment Expo w 2006 roku studio Quantic Dream zaprezentowało Heavy Rain: The Casting – demo technologiczne działające na PlayStation 3. Zostało ono stworzone w mniej niż trzy miesiące, wliczając silnik gry, scenariusz, casting, przechwytywanie ruchu oraz badania rozwojowe. Demo, choć nie było przeznaczone dla szerszej publiczności, zostało zaprezentowane na życzenie Sony. Pod wrażeniem występu aktorki Aurélie Bancilhon, scenarzysta i reżyser David Cage powierzył jej rolę Lauren Winter.
Prace nad grą trwały ponad cztery lata, a jej budżet rozwojowy, marketingowy i dystrybucyjny wyniósł 30 mln euro, przy scenariuszu liczącym 2000 stron. Heavy Rain wymagało 170 dni zdjęciowych, ponad siedemdziesięciu aktorów i kaskaderów oraz sześćdziesięciu dodatkowych dni na animowanie twarzy pięćdziesięciu aktorów. Gra obejmowała również sześćdziesiąt planów i 30 000 animacji. (dyrektor finansowy Quantic Dream) oświadczył, że był to najbardziej ambitny projekt przechwytywania ruchu dla gry w tamtym czasie.