A equipe de cenografia contou com mais de 100 profissionais para montar os 26 cenários de estúdio e os 20 prédios – todos eles com mais de um andar – na cidade cenográfica construída no Projac. Os cenógrafos usaram como referência obras do inglês Thomas Ender e dos franceses Debret e Rugendas, além de se inspirarem nos desenhos do arquiteto francês Grandjean de Montigny, que veio ao Brasil em missões artísticas francesas.

A cidade cenográfica foi construída com uma peculiaridade: todos os telhados foram preparados para suportar o peso dos atores nas cenas de fugas. Na composição de alguns cenários também foi usada a computação gráfica em 3D – que recriou os palácios de Madri, Queluz e Mafra –, além da técnica do chroma key (processo eletrônico pelo qual a imagem captada por uma câmera pode ser inserida sobre outra, como se compusessem fundo e primeiro plano), que permitiu obter uma visão de 180º do Paço Imperial, tendo ao fundo a Baía de Guanabara.

A produção de arte foi responsável pela reforma de carruagens, construção de maquetes de naus, reprodução de mapas, cartas, bandeiras, convites do século XIX e brasões reais, além da reprodução de um caixão nos moldes da época. A arrumação das mesas, com louça portuguesa, cristais, flores e comidas mostradas em cena foram pesquisadas minuciosamente em livros históricos e nos arquivos do Museu Histórico Nacional.

Os figurinos de 'O Quinto dos Infernos' incluíam peças que combinavam o estilo histórico e o espírito popular dos personagens da comédia. O guarda-roupa também acompanhou os dois momentos da minissérie. Como a história começa em 1785, a figurinista Beth Filipecki preocupou-se em manter as características principais do período pré-Revolução Francesa. A partir da chegada ao Brasil, em 1808, os personagens começam a se despir, por causa do calor, e as roupas passam a ser mais leves.

Alguns figurinos marcavam as diferenças entre determinados personagens. As roupas da personagem Domitila, a Marquesa de Santos, amante de D. Pedro, traziam cores fortes e exuberantes. Já Dona Amélia, a segunda esposa de D. Pedro, sua principal rival, vestia-se sempre com roupas sofisticadas, em tons claros. Vale ainda destacar o figurino de Carlota Joaquina, personagem que carregou nos acessórios, vestidos, perucas e pedras. Seu figurino foi todo composto com muito brilho e ouro.

Em Portugal, no século XIX, e depois no Brasil, o traje obrigatório dos homens na corte era o uniforme. Para compor o visual dos personagens, o figurinista Renaldo Machado foi buscar nos anais do Museu Histórico Nacional dados sobre os trajes dos arqueiros, servos, camareiros, ministros e dos integrantes da guarda Imperial e do Exército Nacional. Galões, capacetes, barretes, dragonas e até botões dos uniformes gravados com o brasão do Império são cópias fiéis dos originais.

O elenco também passou por uma preparação especial, com aulas de etiqueta, prosódia, equitação, canto, esgrima e capoeira.