Nowy scenariusz napisali Neal Purvis i Robert Wade, inspirując się opowiadaniami Żyje się tylko dwa razy (1964) i Człowiek ze złotym pistoletem (1965). Pod koniec 2010 roku ukończyli szkic, zatytułowany Nothing is Forever. Ostateczny scenariusz został ponownie napisany przez Johna Logana, który zachował jednak większość historii Purvisa i Wade’a. Logan wspominał, że do projektu wciągnął go Mendes, który jest jego wieloletnim przyjacielem i przyznał, że pisanie Skyfall było jednym z najlepszych doświadczeń, jakie miał w pracy scenarzysty. Nad scenariuszem pracował również Jez Butterworth, ale nie uwzględniono go jako współautora.
Casting Główna obsada została ogłoszona na konferencji prasowej, która odbyła się w hotelu Corinthia w Londynie 3 listopada 2011 roku, dokładnie pięćdziesiąt lat po tym, jak poinformowano, że Sean Connery zagra Jamesa Bonda w filmie Doktor No. Daniel Craig po raz trzeci powrócił jako James Bond. Mendes opisał Bonda jako doświadczającego „znużenia, nudy, depresji i trudności związanych z tym, co wybrał do robienia w życiu”. Judi Dench po raz siódmy i ostatni powróciła jako M.