La naissance du projet est caractéristique du film expérimental. Deux jeunes étudiants en cinéma développent une idée de film : Le Projet Blair Witch. Se voulant le plus vrai possible, le film suit des étudiants de cinéma sur les traces de la légende de la sorcière Blair, dans la forêt de Black Hills dans le Maryland aux Etats-Unis. Ils popularisent le concept de found-footage, sous-genre cinématographique qui montre à l’écran des images filmées par un personnage de l’histoire.
Pour laisser place au réalisme, le duo écrit tout d’abord un scénario de seulement 35 pages. Durant le casting, ils demandent aux participants de prouver leur talent en improvisation. Trois acteurs sont alors embauchés : Heather Donahue, Joshua Leonard et Michael C. Williams. Avec un faible budget de 60 000 dollars, le tournage du film est devenu l’un des plus célèbres du cinéma d’horreur.
Le tournage a eu lieu en 8 jours dans les forêts du Maryland, proche de Burkittsville. Seuls les acteurs et une petite équipe sont présents. Le matériel prévu pour le tournage se résume à une première caméra en couleur 16mm, servant à filmer leur expédition, et une seconde en noir et blanc 35mm servant à filmer des scènes pour leur documentaire. Les scènes sont éclairées avec des lampes torches la nuit et avec une lumière naturelle de jour, aucun artifice n’a été ajouté aux scènes, que ce soit en termes de maquillage ou de décors. L’aspect documentaire ressort car le nom des acteurs est le même que celui des personnages qu’ils jouent. Cette confusion entre acteurs et personnages se renforce par le fait que ceux-ci devaient filmer tout leur périple dans la forêt et, par l’improvisation presque omniprésente durant le tournage.
Les acteurs portent toute la réalisation du film, ils inventent les scènes au fur et à mesure et sont très peu encadrés par l’équipe technique. En plus de dormir dans des tentes, les acteurs endurent un tournage difficile, il faut marcher pendant des heures dans la forêt, y camper, et l’équipe de tournage réduit les portions alimentaires des acteurs de manière volontaire dans le but de créer une fatigue qui va pousser à bout les comédiens. L’équipe joue des tours aux acteurs-personnages ce qui mènent à un craquage collectif entraînant par la suite des disputes entre les acteurs ou aussi la fameuse scène illustrant l’affiche du film, où l’on voit Heather fatiguée mentalement et physiquement. Alors « perdus » dans la forêt, les scénarios sont modifiés afin qu’aucun des trois acteurs n’ai le même, Michael a, par exemple, l’instruction de jeter la carte, mais Heather et Joshua ne le savent pas, une dispute éclate alors entre les étudiants qui sont dans l’incompréhension. Si les réactions des acteurs sont très naturelles c’est parce qu’ils sont dans des conditions presque de caméra cachée. L’équipe va chercher à leur procurer des émotions qui prendront le dessus sur le soi-disant scénario.