Проект Сталкер разрабатывался 6 лет начиная с 2001. За это время игра поменяла название аж целых три раза, а вместе с ним и свой сюжет. Путь разработки сталкера начался с создания компанией "GSC Game World" игрового движка X-Ray Engine, удовлетворяющего по тем временам требованиям к железу. Разработчики сошлись на решении о создании игры под названием Утерянное забвение "Oblivion Lost". Осенью 2001 года информация об игре была впервые опубликована в сети. Этой же осенью состоялся анонс Oblivion Lost, на официальном сайте GSC была создана страница проекта с прикрепленными скриншотами из игры, а также информация о сюжете, интересные особенности игры и её движка. Согласно одному из заявлений от лица компании, игра была анонсирована спустя полтора года после начала разработки X-Ray и через полгода после начала её создания. Издателем Утерянного забвения в странах СНГ должна была стать компания Руссобит-М, издатель в других странах выбран не был.
Жанр игры в то время определялся как научно-фантастический шутер, сюжет её мало чем схож с темой Зоной Отчуждения и Сталкера в целом. Одна из сборок Oblivion Lost - была опубликована в интернете, сборка была играбельна, была лишь одна карта на тематику храмов ацтеков или инков.
В конце 2002 года сотрудники GSC несколько раз съездили в зону отчуждения и отсняли кучу материала (который в будущем им очень даже понадобится). Первая экскурсия оказалась источником вдохновения для создания игры; разработчики описали двумя словами это место - мрак и отдаленность, это и подтолкнуло их чтобы значительная часть игрового мира базировалась вокруг реальной зоны отчуждения, отражённой на фотографиях, сделанных за все время поездок.
Незадолго до изменения концепции игры разработчики приняли решение о замене её названия. 26 марта 2002 года, до пресс-релиза информации о новой игровой механики, был опубликован трейлер, в котором замечено новое название продукта — S.T.A.L.K.E.R.: Oblivion Lost. 27 марта компания официально объявила об изменении названия проекта. Изначально задумывался иной вариант заголовка «Stalker: Oblivion Lost», однако разработчикам в получении авторских прав на слово "Сталкер" отказали, поэтому они решили превратить слово в аббревиатуру. Значение названия не разглашалось — создатели обещали, что его можно будет понять непосредственно при прохождении игры. Также 27 марта разработчики анонсировали предполагаемое время релиза игры — начало 2003 года.
Во время разработки игры GSC Game World активно публиковала скриншоты из игры разогревая тем самым интерес еще только больше. В ноябре 2002 года разработчиками было опубликовано короткое видео, где отображалось качество изображения, работу движка X-Ray и чуточку геймплея, в том числе процесс вождения транспорта. Ранее, во второй половине октября того же года был открыт официальный сайт игры S.T.A.L.K.E.R.: Oblivion Lost. Техническим партнёром GSC в то время была компания Nvidia, и разработчики обещали включить в игру поддержку шейдерных возможностей новой линейки графических процессоров GeForce FX.
7 мая 2003 года был официально объявлен мировой издатель S.T.A.L.K.E.R.: Oblivion Lost — американская компания THQ. Время релиза игры перенесли на лето 2004 года.
Зимой 2004 года, по решению компании THQ, название игры было изменено на «S.T.A.L.K.E.R.: Тень Чернобыля». Причина смены названия заключалась в большем коммерческом успехе и больше подходящей к тематике Зоны Отчуждения. К концу сентября 2004 года главное достоинство игры стало её же бедой. Испытания сборки показали, что поведение ИИ непредсказуемо.
Разработчики осознали необходимость доработки игры, начали прорабатывать сюжет.
В феврале 2005 года GSC вновь перенесла дату релиза на неизвестный срок, сказав при этом: Когда будет готово - тогда и опубликуем. Разработчики с ног до головы погрузились в доработку системы A-life. Кроме этого большие изменения произошли в геометрии уровней, были переработаны несколько локаций. В мае был детально проработан сюжет, который остался без изменений до сегодняшнего дня. К концу года игра была практически готова, присутствовало множество особенностей, позже удаленных. Количество багов и недоработок вновь заставило перенести релиз.
В 2006 году началась последняя стадия оптимизации и бета-тестирования. В конце зимы 2006 года компания разослала электронное письмо о статусе разработки игры. Однако небольшие недопонимая с английским издателем стали причиной конфуза о продвижении разработки игры. 3 февраля 2006 года компания THQ объявила, что игра должна выйти вначале весны 2007 года. Через несколько месяцев дата стала более конкретной — март 2007 года. В марте 2006 года было принято решение доработать DX9, что несколько отодвинуло релиз. Оставшиеся месяцы GSC тщательно дорабатывали игру и проверяли на наличие всевозможных багов и различных ошибок игры. Незадолго до релиза один из игровых сайтов опубликовал превью S.T.A.L.K.E.R.: Shadow of Chernobyl, где было выделено, что из игры «пропали медлительные зомби и стаи крыс», но в целом положительно оценили. Среди фанатов проекта прокатилась волна тревоги по поводу удаленного из игры контента, который был заявлен ранее, но никаких объяснений от GSC не поступило.
