Ačkoliv Adelheid byla po Marketě Lazarové (1967) a Údolí včel (1968) třetí Vláčilův film uvedený v krátké době necelých tří let do tuzemské distribuce, cesta k jejímu definitivnímu tvaru snadná a rychlá nebyla.
Námět a scénář Vladimíra Körnera prodělal bouřlivou genezi. Smlouvu na filmovou povídku uzavřel Körner už v roce 1965, její přijetí proběhlo v únoru 1966. Následný literární scénář vznikl ve spolupráci s kameramanem Janem Čuříkem, jenž měl v plánu film natočit jako svůj režijní debut. Ve srovnání s pozdějším filmem byl scénář velkorysejší. Zasazoval děj do širšího obrazu pohraniční vesnice s německým obyvatelstvem před odsunem i novými českými osídlenci. Hlavní hrdina Viktor se ocitá v prostředí, k němuž si nedokáže najít vazbu, zákonitě se stává „cizákem“ a na konci příběhu je po tragické smrti Adelheid na návsi i napaden rozlíceným davem. V několika místech scénář naznačuje „kvalitu“ vztahů národních správců k původním ještě neodsunutým majitelům i licoměrnost policejních složek, což je vystiženo např. v hospodské scéně, kde se strážmistr opíjí společně s osídlenci i Němci, čehož se Viktor odmítne účastnit. Své místo mají ve scénáři také Viktorovy rozmluvy s místním knězem.
Posudky ke scénáři moc příznivé nebyly. Přiznávaly mu sice působivost a oceňovaly baladické pojetí, věcnější oponenti zmiňovali slabou prokreslenost postav či nejasné motivy jejich jednání. Obecně nepřekonatelným se ale ukázalo hlavní téma, resp. konotace, které vzbuzovalo. Osidlování pohraničí a odsun byly i po více než dvaceti letech stále ožehavé a oponenti se shodli na tom, že způsob jejich zobrazení je nevhodný. Scénář přesto nezamítli, ale doporučili k zásadnímu přepracování. Jako „značně pokročilá práce“ byl zařazen do plánu studia na rok 1967.
Vladimír Körner se od konce roku 1966 věnoval práci na scénáři Údolí včel a k Adelheid se vrátil „soukromě“ až v březnu 1967, kdy ji vydal v upravené podobě jako samostatnou novelu. Ta se od prvotního scénáře liší sevřenějším tvarem, v němž vypustil řadu obrazů vesnice a soustředil se na vztah Viktora a Adelheid. Až tato kniha byla impulsem, kdy se námětem začal zabývat Vláčil, i když stále zvažoval i původní scénář. „Příběh se dotýkal odsunu Němců a když jsem se rozhodoval jestli Adelheid točit, uvědomil jsem si jednu zásadní věc: že není dost dobře možné se v jednom filmu zabývat dvěma problémy. Protože existovaly skutečně dvě hlavní linie příběhu. Příběh Viktora, bývalého západního vojáka, který se úpěnlivě snaží vyjít ze svého osamění láskou k druhé bytosti, k Němce Adelheid, a problém politického charakteru, odsun Němců.“ Přestože nebylo vyloučené, že po téměř dvou letech by oprášení původního scénáře už nevzbuzovalo takové emoce, rozhodli se Vláčil s Körnerem pro komornější pojetí vycházející z knižní verze.
Nový scénář byl hotov na jaře 1968. Došlo v něm k redukci postav i motivů a v souladu s vydanou novelou se soustředil na příběh Viktora a Adelheid. I tak v něm zůstalo několik davových scén, retrospektivy na Viktorovy rodiče nebo scéna jeho napadení lidmi ze vsi. Scénář byl posuzován v květnu 1968 a je pozoruhodné, jak se proměnila dikce posudků ve srovnání s těmi z roku 1966. I když je přes provedené změny scénář stále o tomtéž, nové posudky jsou prosty jakékoliv politizace a zabývají se skoro výhradně dramaturgickými záležitostmi. Zpracování látky bylo shledáno zralejším, dotvořenějším a díky adaptaci literárního tvaru získalo novou uměleckou kvalitu. Oceňují důraz na vytvoření duševního světa hrdinů, baladičnost příběhu obrousila nároky na historicky přesné vykreslení dobové situace, což žánr balady splňovat nemůže. František Vláčil byl pro posuzovatele zárukou kvalitního zpracování.
Od 1. června byl zahájen průzkum realizace, v němž mělo proběhnout vyhledání vhodných lokalit natáčení, výběr herců a Vláčil měl do začátku léta vypracovat technický scénář. Ve stanoveném termínu ale proběhl úspěšně jen průzkum exteriérů a předběžný výběr herců. Vhodnou vilu našli filmaři v Lužci u Podbořan, pro zanedbaný stav ale musela projít výraznou úpravou, exteriéry pro vesnici našli v Kryštofově údolí u Liberce. Hlavní role přijali Petr Čepek a Jana Hlaváčová. Problém byl s technickým scénářem, jehož dokončení Vláčil oddaloval. Produkce se tím dostala do časové tísně, protože až podle technického scénáře bylo možné stanovit přesný rozpočet a plán natáčení. A v této fázi přišel 21. srpen 1968 a invaze armád Varšavské smlouvy do Československa. Událost paralyzovala velkou část země a na nějakou dobu došlo i k přerušení většiny prací studia. Na konci srpna bylo rozhodnuto, že film zůstává v přípravných pracích a budou zjišťovány hlavně možnosti, jaké produkce filmu s vojenskými rekvizitami má. (Později se ukázalo, že s polskými jednotkami na severu Čech se filmaři dokázali vždy dohodnout.) V důsledku srpnových událostí byly ale posunuty premiéry v divadlech, což ohrozilo nasmlouvané herecké obsazení. Činoherní klub sice Petra Čepka potvrdil, u Jany Hlaváčové se ale produkce s Národním divadlem nedokázala na jejím uvolnění domluvit. Pro roli Adelheid tedy bylo nutné vyhledat novou představitelku, kterou se po hereckých zkouškách stala téměř neznámá Emma Černá z mosteckého divadla.
Technický scénář Vláčil dokončil v září, pro další nutné úpravy byl ale k dispozici až v říjnu, kdy už se podle původního plánu mělo natáčet. A tak ještě v ne úplně připravené produkci (neschválený rozpočet) začalo natáčení 30. října v Kryštofově údolí. Filmaře trápil déšť, mlhy a brzké stmívání, kdy už kolem půl čtvrté byly nevyhovující světelné podmínky. Po 14 dnech byly práce přerušeny a produkce se věnovala dokončení stavby v Lužci a doobsazení menších rolí. Jejich výčet v produkční dokumentaci a současně absence ve výsledném filmu ukazují, že většina z nich následně padla za oběť dalším úpravám scénáře nebo závěrečnému sestřihu.
V prosinci se natáčelo v Lužci. I zde bylo pošmourno a deštivo, jen pár dní měli filmaři slunce a mráz, který zpevnil rozblácené okolí. Počasí ovlivnilo i promyšlené obrazové kompozice, když zařízené dekorace s předepsanými průhledy do zahrady a dvora bylo pro špatné světelné podmínky často nutné likvidovat a zařizovat náhradní. Nebylo nijak výjimečné obětovat původní záměr propojení reálu s exteriérem pro nemožnost dorovnání světelné hladiny uvnitř a venku. Petr Čepek navíc denně dojížděl do divadla, takže nejpozději v 17 hodin musel končit natáčení.
Po vánoční pauze se štáb do Lužce vrátil 7. ledna 1969. Tentokrát se pracovalo hlavně v interiéru, ale po týdnu rozjetý koncept natáčení rozbil sám Vláčil, když požádal o studijní zahraniční cestu na Rallye Monte Carlo pro svůj následující film z prostředí automobilových závodů (prac. název Rallye). Produkce to odmítla, protože v tomto termínu bylo plánované natáčení s nasmlouvaným rozsáhlým lampovým parkem a návazně zimními scénami v Kryštofově údolí, které musely být hotové do 18. února, neboť pak Petr Čepek odjížděl na měsíc do zahraničí. Každé zdržení tak natáčecí plán ohrožovalo a v případě Vláčilem požadovaného zastavení by jej zpozdilo o 2–3 týdny. Skupina celou věc přednesla vedení studia, které rozhodlo alibisticky: Vláčilovi povolí odjezd jen v případě, že štáb odsouhlasí dokončení filmu v prodlouženém termínu bez nároků na doplacení mezd. V tajném hlasování pak většina štábu s Vláčilovým odjezdem souhlasila. Tím došlo už poněkolikáté k přebudování plánu, natáčení se obnovilo až 27. ledna a v půlce února bylo pro Čepkův odjezd na měsíc zastaveno. V polovině března se obnovilo za nečekané sněhové kalamity, díky níž nešlo točit část exteriérových scén. Štáb to využil k jedinému ateliérovému natáčení v dekoraci železničního vagónu a po opadnutí sněhu byly v Lužci 11.–13. dubna v podmínkách permanentní vichřice a častého deště dotočeny zbylé záběry.
Ve srovnání s předchozími filmy se Vláčil u Adelheid nevěnoval průběžnému střihu natočeného materiálu, ale začal na něm pracovat až po dokončení natáčení. Hotovou servisku předvedl 28. dubna a překvapivě byla skoro o třetinu delší, než zněl plán. To rozčílilo produkci i vedení skupiny, protože se ukázalo, že domluvené krácení Vláčil provedl jen formálně a požadavky produkce nebral na vědomí. Bylo nařízené razantní krácení, po kterém zůstala ve filmu jedna stopa: v úvodních titulcích je uveden herec Bohumil Vávra obsazený do role faráře, přičemž scénu farářova rozhovoru s Viktorem v prázdném kostele stihl osud dalšího materiálu – byla vystřižena a zničena. Lehké zdržení mělo i nahrávání postsynchronů, když bylo po dvou dnech přerušené pro Vláčilovo delegování na MFF v Cannes, kde měl s dvouletým zpožděním představit Marketu Lazarovou. Pokračovalo se až po jeho návratu, tentokrát už bez přerušení. První kombinovaná kopie filmu byla předvedena dramaturgii a vedení studia 11. září 1969. Diváci se s Adelheid mohli poprvé seznámit v rámci podzimní části XX. Filmového festivalu pracujících (15. října – 12. prosince), do běžné distribuce film vstoupil distribuční premiérou 6. dubna 1970.