Идея создания мультфильма про Лунтика, который попадает на Землю, принадлежала директору студии «Мельница» Александру Боярскому.

Далее к работе была подключена сценарист Сарра Ансон (настоящее имя — Анна Саранцева). Персонажей, включая главного героя, нарисовала Дарина Шмидт.
Генеральный директор канала «Россия» Антон Златопольский одобрил замысел и заказал для передачи «Спокойной ночи, малыши» съёмки сериала «Приключения Лунтика и его друзей». Вначале над сериалом работали Дарина Шмидт и Сарра Ансон, впоследствии количество мультипликаторов увеличилось.
Первоначальная длительность одной серии — 4,5 минуты, в дальнейшем длительность была почти 6 минут. Каждая из серий, кроме первой, начинается с анонса о появлении главного героя («Однажды на Луне родился необычный малыш…»), а с 7 сезона заставка мультсериала другая и там Лунтик говорит («Привет, я Лунтик. Я снова с Вами»), и представляет собой законченную историю с выводом («Слова автора») в конце.
Каждая серия мультфильма имеет законченный сюжет, благодаря которому сериал можно смотреть в любой последовательности. Это обусловлено форматом передачи «Спокойной ночи, малыши». Аниматоры «Мельницы» выпускают по восемь серий в месяц.
Заявленная в 2006 году продолжительность сериала составляла 80 эпизодов, позже создатели заявили о 260. По состоянию на середину 2010 года готово 338, при этом в официальной презентации сериала указано 389 серий. К концу 2010 — началу 2011 года мультсериал насчитывал 389 серий. На полтора года производство мультсериала приостановилось, в связи с производством нового проекта студии «Мельница» «Барбоскины». Спустя полтора года производство возобновилось. На май 2013 года на студии создано 439 серий. С августа 2014 года, студия снимает 8 сезон мультсериала.