Davis incoraggiò Pedler a riflettere sulle proprie esperienze per ispirare un diverso tipo di antagonista. Ricercatore medico di professione, Pedler era profondamente interessato alla possibilità di sostituire arti e organi umani con macchine che, nel 1948, divennero note come cibernetica. Attraverso discussioni con la moglie, Pedler immaginò una razza di creature che avessero portato questa pratica al suo estremo logico, diventando più macchine che uomini; le battezzò Cybermen. Davis suggerì che questi esseri potessero provenire dal pianeta gemello della Terra, fino ad allora sconosciuto.

Il 17 maggio, a Pedler fu commissionata la sceneggiatura di The Tenth Planet; il titolo fu ideato da sua moglie. L'ambientazione polare si ispirava al classico di fantascienza del 1951 The Thing From Another World, sebbene la serie di Pedler fosse ambientata in Antartide, a differenza dell'ambiente artico del film. The Tenth Planet sarebbe stata la prima storia realizzata come parte del quarto blocco di registrazioni di Doctor Who, ma sarebbe stata la seconda avventura della nuova stagione, poiché The Smugglers sarebbe stata rimandata dalla fine del blocco precedente.

A giugno, subito dopo aver iniziato a lavorare a The Tenth Planet, Pedler si ammalò gravemente di colite ulcerosa, che richiese un intervento chirurgico e una lunga degenza in ospedale. Avendo già contribuito allo sviluppo della trama, Davis accettò di collaborare anche alla sceneggiatura; il permesso per il suo contributo allo staff fu concesso il 29 giugno. Davis sarebbe stato accreditato come coautore degli ultimi due episodi e il copyright sui Cybermen sarebbe stato diviso equamente tra gli sceneggiatori. Come poi si scoprì, Davis scrisse sostanzialmente la prima bozza di ogni sceneggiatura, concentrandosi sugli elementi d'azione. Pedler scrisse poi una seconda bozza, aggiungendo maggiori dettagli scientifici. I due completarono in collaborazione una terza e ultima bozza.

Nel frattempo, il produttore Innes Lloyd aveva ottenuto il permesso dal nuovo responsabile delle serie Shaun Sutton di sostituire William Hartnell nel ruolo del Dottore. La salute di Hartnell stava peggiorando e la sua presenza durante la produzione stava diventando sempre più di disturbo. Sebbene fosse affranto dalla prospettiva, Hartnell acconsentì a lasciare Doctor Who dopo aver girato un'altra serie; questa sarebbe stata The Tenth Planet. Per spiegare il cambio di attore principale, Davis ipotizzò che, poiché il Dottore era un alieno, potesse morire e tornare in vita in un nuovo corpo. Lloyd ampliò questa idea, suggerendo che questo "rinnovamento" potesse essere un'abilità ricorrente del Dottore, attraverso la quale poteva trasformarsi da uomo anziano a giovane. The Tenth Planet fu modificato per incorporare il cambio di attore principale alla sua conclusione; originariamente, il Dottore, Polly e Ben se ne andarono semplicemente a bordo del TARDIS, con grande sconcerto di Barclay e Dyson.

A fine giugno, Lloyd e Davis contattarono il noto attore caratterista Patrick Troughton per assumere il ruolo del Dottore. Sebbene fosse interessato alla parte, Troughton era diffidente nell'impegnarsi in un ruolo così impegnativo e di grande visibilità, figuriamoci in un programma che era già in onda da tre stagioni. L'attore rimandò quindi la sua decisione a fine estate. Entro la fine di luglio, tuttavia, l'opportunità di guadagnare uno stipendio fisso era diventata troppo allettante perché Troughton potesse resistere. Incontrò Lloyd, Sutton e il responsabile della sezione drammatica Sydney Newman e accettò di diventare il Secondo Dottore. Il 2 agosto, lo stesso giorno in cui l'imminente partenza di Hartnell fu annunciata alla stampa, Troughton firmò un contratto per apparire in ventidue episodi come il nuovo Dottore, suddivisi in cinque serie.

Il regista assegnato a "The Tenth Planet" era Derek Martinus, che l'anno prima si era occupato di "Galaxy 4" e "Mission To The Unknown". La responsabilità di realizzare i Cybermen ricadde sulla costumista Sandra Reid, che lavorava per la prima volta a Doctor Who. Nelle sceneggiature, i Cybermen avevano volti umani, sebbene ognuno fosse simile all'altro, con una placca metallica sotto i capelli. Anche le loro mani erano umane, sebbene le braccia fossero trasparenti, composte da barre e luci. Dopo aver consultato Pedler, Reid semplificò queste idee, vestendo i Cybermen con un tessuto di jersey che ne copriva il volto e sormontando il corpo con polietilene. Un grande casco metallico incorporava un faro da camion. Le sceneggiature suggerivano anche l'inclusione di un braccio mobile che potesse estendersi dall'unità toracica di ciascun Cyberman, ma un tale accessorio era troppo costoso da implementare.

I BBC Television Film Studios di Ealing, Londra, hanno ospitato le riprese di modelli per " The Tenth Planet" il 30 agosto, seguite dalle consuete pre-riprese dal 31 agosto al 2 settembre per il materiale ambientato nella pianura antartica. I costumi di Cyberman hanno fatto la loro prima apparizione a Ealing, ed erano così caldi sotto le luci dello studio che alcuni attori sono svenuti. Anche Michael Craze ha trovato questo lavoro difficile. Aveva appena subito un intervento chirurgico per rimuovere una scheggia ossea dal naso, e la "neve" di polistirolo lanciata in una macchina del vento dall'assistente di produzione Edwina Verner gli ha causato una grave irritazione nasale. Tuttavia, Craze non si è lasciato scoraggiare dal chiedere un appuntamento a Verner; in seguito si sarebbero sposati. Nel frattempo, il 1° settembre, la BBC ha confermato che Troughton era stata scelta per il ruolo del nuovo Dottore.

Il lavoro si spostò quindi presso la sede di produzione abituale di Doctor Who, il Riverside Studio 1 a Hammersmith, Londra. Mentre le registrazioni in studio per Doctor Who si svolgevano di venerdì durante i primi tre blocchi di registrazione, la nuova serie di episodi fu invece spostata al sabato. Questo significava che le prove potevano iniziare di martedì e i membri del cast regolare non avrebbero più dovuto perdere parti del primo giorno per partecipare alle pre-riprese della serie successiva in produzione, che si svolgevano di lunedì. Pertanto, il primo episodio di The Tenth Planet fu registrato sabato 17 settembre. Come per The War Machines, Bernard Lodge progettò una sequenza di animazione speciale per The Tenth Planet per annunciare il titolo della storia, il numero dell'episodio e l'autore. Sfortunatamente, la grafica del primo episodio riportava erroneamente come autore "Kitt" Pedler.

Dopo il completamento del secondo episodio, il 24 settembre, William Hartnell si ammalò di bronchite. Fortunatamente, la sceneggiatura del terzo episodio escludeva già il Dottore malato dall'azione principale; Davis la modificò per far ammalare il Dottore nella prima scena. Il dialogo del Dottore fu condiviso tra Ben, che ora avrebbe riferito le cose che il Dottore gli aveva detto, e Barclay, a cui furono assegnati i dialoghi più tecnici. Hartnell ebbe una settimana libera e Gordon Craig, che lo aveva sostituito nel materiale di Ealing, interpretò il Dottore privo di sensi durante le registrazioni del 1° ottobre. L'animazione di Lodge fu nuovamente rovinata da un errore tipografico, che sbagliò il cognome di Davis, scrivendolo "Davies".

L'8 ottobre segnò la fine del mandato di Hartnell in Doctor Who. La prima scena registrata in questo giorno fu la sequenza della rigenerazione. In origine, questa avrebbe semplicemente visto Hartnell crollare sul pavimento della sala console del TARDIS con il mantello a coprirgli il volto; nel primo episodio della storia successiva, The Power Of The Daleks, il mantello sarebbe stato tirato indietro per rivelare invece Troughton. Tuttavia, la responsabile del missaggio Shirley Coward riuscì a ideare un modo per rappresentare la rigenerazione sullo schermo. Questo sfruttò un malfunzionamento del mixer nello Studio 1, che causava un evidente bagliore dell'immagine. Coward creò quindi un effetto in cui l'immagine di Hartnell risultava sovraesposta quasi fino a diventare bianca, per poi stabilizzarsi nuovamente rivelando il volto di Troughton. Di conseguenza, a Troughton fu chiesto di firmare un nuovo contratto il 16 settembre per apparire nella scena. Una volta completato, venne registrato il resto del quarto episodio, dopodiché il cast e la troupe si ritirarono per una festa di addio in onore di Hartnell a casa di Lloyd.

L'ultima puntata di "The Tenth Planet" andò in onda il 29 ottobre. Alle 18:15 di quella sera, l'era di William Hartnell in Doctor Who era finita, dopo trentacinque mesi, ventinove storie e centotrentaquattro episodi. Restava da vedere se il pubblico britannico avrebbe accettato qualcun altro come Dottore...

L'abbandono di William Hartnell da Doctor Who avvenne dopo molti mesi di discussioni sul peggioramento della salute di William Hartnell. Quando la situazione giunse al culmine, il produttore Innes Lloyd decise di non rinnovare il contratto di Hartnell. Non è chiaro se Hartnell fosse contrattualmente obbligato a comparire in questa storia o se accettò di farlo dopo essere stato informato della decisione di Lloyd. Nonostante ciò, il Dottore non appare nell'episodio 3 poiché William Hartnell non stava bene durante la settimana in cui fu registrato. Gerry Davis riscrisse la sceneggiatura per spiegare l'assenza del Dottore (il suo improvviso collasso) e diede i suoi dialoghi ad altri personaggi, in particolare a Ben Jackson.

Per l'unica volta nella storia dei Cybermen nella serie televisiva, i Cybermen hanno un nome. Questo fu fatto forse per evidenziare le ultime vestigia della loro individualità. I cervelli dei Cybermen sono "umani", ma privi di emozioni e, nonostante abbiano mani "normali", i loro corpi sono insensibili ai proiettili e alle temperature estreme, ma non alle radiazioni.

Quando il pianeta dei Cybermen, Mondas, appare per la prima volta, si dice vagamente che si trovi tra Marte e Venere. Le sue masse continentali sono simili a quelle della Terra e il Dottore è a conoscenza dell'esistenza del pianeta.

Il Dottore attribuisce la sua apparente "malattia" al suo corpo "che si sta un po' assottigliando", forse accelerato da "una forza esterna di qualche tipo" – possibili effetti di Mondas sulla Terra, soprattutto considerando che anche gli astronauti vicini a Mondas soffrivano di affaticamento. Poco prima di rigenerarsi, dice "No, non posso andare fino in fondo! Non posso. Non mi arrenderò" – indicando che, forse, si è aggrappato al suo primo corpo per troppo tempo. Lo story editor Gerry Davis dichiarò in seguito che si pensava che il consumo di energia di Mondas fosse la causa della rigenerazione, ma che ciò non era chiaramente visibile sullo schermo.

Tutti e quattro gli episodi di questa storia presentano una sequenza grafica appositamente progettata per i titoli di testa e di coda. Progettati da Bernard Lodge, dovevano assomigliare a una stampa su nastro magnetico.

Gli episodi tre e quattro sono stati scritti a quattro mani da Gerry Davis. È interessante notare che nei crediti per la sceneggiatura del primo episodio Kit Pedler viene erroneamente identificato come "Kitt Pedler" e la musica dei titoli viene erroneamente identificata come "Byron Grainer"; per l'episodio tre, Gerry Davis viene erroneamente identificato come "Gerry Davies".

A volte i Cybermen iniziano a parlare prima ancora di aprire bocca.

Questa storia è stata originariamente girata come parte del blocco della terza stagione. Insieme a " The Smugglers", queste storie furono rimandate alla quarta stagione.

Purtroppo l'episodio finale di questa storia è andato perduto. È probabilmente il più ricercato tra gli episodi mancanti, perché contiene la storica prima scena della rigenerazione (anche se una copia troncata di bassa qualità di questa sequenza è sopravvissuta ed è conservata negli archivi della BBC), e anche perché è l'ultimo episodio di William Hartnell. Infatti, è incluso in una lista dei dieci programmi mancanti più ricercati, insieme al filmato in studio della BBC degli sbarchi dell'Apollo 11 (che attualmente è conservato solo in formato colonna sonora). Per questo motivo, nel 1992, iniziarono a circolare voci sull'esistenza di una registrazione video di questo episodio mancante. Prima che si scoprisse che si trattava di una bufala, la BBC produsse un'introduzione speciale per una prevista distribuzione in VHS della storia, presentata da Michael Craze; ne furono filmate due versioni: una spiegava che il quarto episodio era ancora mancante, l'altra introduceva la storia come se fosse completa.

Dell'ultimo episodio rimangono solo la sequenza della rigenerazione (recuperata da filmati utilizzati nel programma per bambini Blue Peter ) e circa 78 secondi di filmati 8mm, registrati fuori onda da un fan, e spezzoni della censura australiana. Telesnap (fotografie fuori onda) di questa storia esistono sia negli archivi della BBC che nelle mani di collezionisti privati.

“Vieni su Mondas e non avrai più bisogno delle emozioni. Diventerai come noi.”

Krail