Bethesda odrzuciła pomysł osadzenia akcji gry pomiędzy Falloutem 2 a Falloutem 3, zgodziła się jednak na osadzeniu jej w Las Vegas.
Fallout: New Vegas zapowiedziany został w kwietniu 2009 roku. W skład zespołu deweloperskiego weszli m.in. byli pracownicy Interplay/Black Isle – Josh Sawyer jako reżyser i Chris Avellone jako scenarzysta i reżyser dodatków. Fabuła New Vegas silnie inspirowana jest tworzoną przez Black Isle i reżyserowaną przez Sawyera grą o nazwie kodowej Van Buren, która przed jej skasowaniem miała stanowić pełnoprawną trzecią część serii Fallout. Jednym z najbardziej znaczących zapożyczeń z niewydanej gry jest Legion Cezara, pierwotnie stworzony na potrzeby scenariusza Van Buren. Obsidian umieścił w grze również inne frakcje znane z poprzednich części, nie chcąc jednak przedstawiać żadnej z nich jako jednoznacznie dobrą lub złą zdecydowano, że będą ze sobą rywalizować, zaś na ich reputację wpływ będą miały decyzje podejmowane przez gracza.