Zamek Cagliostro jest uznawany za pierwszy pełnometrażowy film wyreżyserowany przez Miyazakiego. Wcześniej zdarzyło mu się współpracować przy odcinkach z pierwszej serii anime. W rok po wyjściu filmu był scenarzystą i reżyserem kolejnych dwóch. Używał wtedy pseudonimu Telecom (tak nazywała się firma, w której ówcześnie pracował). Ponieważ jest to jedyny film, w którym bohater nie jest tak bezwzględny, a jego osobowość mocno koliduje z pozostałymi przedstawieniami, określa się tam Lupina jako „dorastającego” do swojej roli.
Oprócz reżyserii, Miyazaki zajmował się również scenarzystą, projektantem i artystą scenorysu. Produkcję rozpoczęto w maju 1979 r. wraz z powstaniem historii i scenorysu. Miyazaki rozpoczął od malowania scenerii z lotu ptaka, zanim ukończył samą historię. Zaczął tworzyć pełne storyboardy w momencie, gdy szkic scenariusza powrócił do niego bez jakichkolwiek zmian. Początkowo film podzielono na cztery części, jednak gdy zakończono pracę nad trzecią okazało się, że należy wprowadzić zmiany, by zmieścić się w przewidzianym na film czasie. Prace animacyjne rozpoczęto w lipcu, gdy storyboardy były gotowe w jednej czwartej - Miyazaki kończył je już podczas produkcji. Prace zakończono pod koniec listopada, z kolei premiera filmu miała miejsce 15 grudnia.