К работе над возрождённым сериалом привлекли многих актёров и членов съёмочной группы «Твин Пикс» (1990-1991), даже тех, кто уже ушёл на пенсию. Всего задействовано 39 актёров и актрис оригинального сериала. Вначале было объявлено о намерении снять 9 эпизодов возрождённого сериала, но затем их количество удвоили. Один из создателей сериала Дэвид Линч объявил 15 апреля 2015 года, что из-за бюджетных ограничений уходит с постов режиссёра и автора сценария. Ровно месяц спустя Линч написал в «Твиттере», что возвращается. Съёмки закончились 14 апреля 2016 года. Дэвид Линч и Марк Фрост снимали новый сезон популярного сериала как один длинный фильм. Они написали длинный сценарий, который впоследствии разделили на серии. Кафе Twede`s, снятое в сериале как RR Diner, переоборудовали, чтобы оно выглядело так же, как во время съёмок оригинального сериала. В актёрский состав сериала «Твин Пикс» (2017) вошли актёры из всех предыдущих фильмов Дэвида Линча, за исключением драмы «Человек-слон» (1980). Съёмки некоторых эпизодов прошли в знаменитом кинотеатре Tower Theater в Лос-Анджелесе, где Дэвид Линч когда-то снимал сцены психологического триллера «Малхолланд Драйв» (2001). Во время съёмок Дэвид Линч ходил в той же шляпе, которую носил во время съёмок оригинального сериала и криминальной драмы «Твин Пикс: Сквозь огонь» (1992). Во время прослушивания Дэвид Линч заставлял кандидатов в актёрский состав сериала произносить длинные монологи о самих себе. Ларе Флинн Бойл предложили вновь сыграть роль Донны, подруги Лоры Палмер, но актриса предложение отклонила. Актёрам перед каждым днём съёмок выдавали только их собственные реплики, а по окончании съёмок все листы тщательно собирали, чтобы избежать утечек в прессу. На роль шерифа вместо Майкла Онткина утвердили Роберта Форстера. В пилотной серии оригинального сериала Форстер играл как раз шерифа, но затем вынужден был уйти из-за занятости в других проектах, и роль досталась Онткину. Первый сериал, снятый на камеру Arri Amira (она создана в первую очередь для съёмок документальных фильмов и репортажных съёмок, что, впрочем, никак не отражается на качестве съёмок). В последний раз Мигель Феррер играл Альберта Розенфилда в 1992 году, в год смерти его отца Хосе Феррера. Роль в возрождённом сериале стала последней и для него самого. 19 января 2017 года актёр скончался в возрасте 61 года. В последней серии оригинального сериала «Твин Пикс» (1990-1991) Лора Палмер в исполнении Шерил Ли говорит Дейлу Куперу, которого сыграл Кайл МакЛоклен: «Увидимся через 25 лет». Изначально планировалось выпустить продолжение сериала как раз через 25 лет, но дату релиза перенесли, и получилось 26 лет. Актёр из Нидерландов Карел Стрёйкен сказал, что снялся всего в четырёх сценах практически без реплик, но назвал свою роль важной для развития сюжетной линии. В роли шефа регионального отдела ФБР снова снялся Дэвид Линч. В 15 серии Купер смотрит по телевизору фильм «Сансет бульвар». Когда Лора и агент Купер приезжают к дому Палмеров, то дверь им открыла реальная владелица особняка Мэри Ребер, купившая его пару лет назад на аукционе.