In Star Trek: Phase II spielen James Cawley als Captain Kirk, Brandon Stacy als Mr. Spock und John Kelley als Dr. McCoy. Eugene Roddenberry Jr., der Sohn des Star Trek-Schöpfers Gene Roddenberry, ist beratender Produzent. Einige der ursprünglichen Schauspieler sind zurückgekehrt, um ihre Rollen wieder zu spielen, darunter George Takei als Sulu in "World Enough and Time" und Walter Koenig als Chekov in "To Serve All My Days". Die Episoden werden auf neuen Sets in Port Henry, NY, in einem überdachten Autohaus gedreht.