《小谢尔顿》差点在第一集开拍前就被放弃。联合主创查克·洛尔（Chuck Lorre）透露，如果找不到合适的童星，这部剧根本不会启动。

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洛尔在接受《人物》杂志采访时说得很直接："如果我们找不到一个惊艳的孩子，我们就不做这部剧。我们会直接打电话给CBS说，算了。"他解释，整件事的关键就在于找到一个"独角兽"般的孩子。最终，这个"独角兽"出现在伊恩·阿米蒂奇（Iain Armitage）的试镜录像里——当时8岁的他完整背下了一段两页长、满是专业术语的独白。洛尔坦言，这个任务复杂到让他怀疑任何孩子能否完成。

洛尔在2018年接受第四频道采访时回忆看到录像的反应："我们看完就想，天啊，我们不可能这么幸运。"他形容阿米蒂奇"就是太出色了"。在洛尔的新回忆录《Sitcom》中，他把阿米蒂奇的表演能力称为"奇迹"。这本书于2026年10月13日发行，记录了他在多部剧集上的经历。书中还提到，他和史蒂文·莫拉罗（Steven Molaro）提出《小谢尔顿》的构想时，CBS立刻亮了绿灯——母剧《生活大爆炸》太成功，为其中的人气角色拍前传几乎是顺理成章的事。

吉姆·帕森斯（Jim Parsons）也参与了前传的选角过程。他回忆第一次见到阿米蒂奇时，形容这个孩子"非常开放、乐于接受……见到人很兴奋"。他对第四频道说："我们用更正式的方式给他录了像，大概是发给CBS之类的。他太棒了。"

洛尔还提到，《小谢尔顿》以儿童为主的演员阵容，在他的真人情景喜剧里是头一回。这群小演员促使他和莫拉罗把前传改成单机拍摄、去掉罐头笑声的形式。洛尔说："对孩子们来说，更合适的方式似乎是在一个封闭的环境里，让他们有时间去发展这些角色，从而做出最好的作品。"剧集完结后，伊恩·阿米蒂奇曾出演过一集《鬼屋欢乐送》。