Krótko po zakończeniu prac nad „Dr. Strangelove”, w lutym 1964 Kubrick jadł lunch z Rogerem Carasem, pracującym dla Columbii. Wiedział już wówczas, że jego kolejnym filmem będzie historia SF, toteż spokojnie poinformował o tym rozmówcę. Na pytanie o scenarzystę Kubrick odparł, że nie ma jeszcze nikogo na oku, ale czyta powieści wszystkich wydawanych wówczas autorów SF w poszukiwaniu potencjalnego współpracownika. Tak się przypadkowo złożyło, że Caras kilka lat wcześniej poznał osobiście Arthura C. Clarke′a i zasugerował kontakt właśnie z nim. Jakkolwiek zabawnie musi to dziś zabrzmieć w jego ustach, Kubrick miał opory przed współpracą z Clarkiem, bo słyszał, że to podobno dziwak, który stroni od ludzi i mieszka gdzieś na końcu świata. Caras zgodził się pośredniczyć w kontakcie między reżyserem a pisarzem i po krótkiej, telegraficznej wymianie korespondencji uzyskał potwierdzenie, że Clarke jest zainteresowany współpracą. Agentem Clarke′a był wówczas Scott Meredith, który już wcześniej poznał się z Kubrickiem, sprzedając mu prawa do powieści, z jakiej ostatecznie zrodził się „Strangelove”, toteż współpraca szybko nabrała tempa. W pierwszym liście do Clarke′a Kubrick próbował wyjaśnić swoje zainteresowanie tematem, sygnalizując jednocześnie, że nie ma na razie pojęcia co chciałby zrobić. Była to raczej korespondencja wyjaśniająca pisarzowi światopogląd reżysera. Jak określił w liście, jego celem było „nakręcenie przysłowiowego dobrego filmu science fiction”, a przyczyną zainteresowania tematem, m.in. przekonania pozwalające wierzyć w istnienie życia poza Ziemią i zainteresowanie wpływem, jaki odkrycie takiego życia miałoby na ludzi w najbliższej przyszłości”. Jak później powiedzial Clarke, gdy otrzymał list Kubricka nie mógł uwierzyć, że nie ma w nim ani słowa konkretów dotyczących filmu, ale ujęła go kubrickowa fascynacja tematem, która wydała mu się wówczas dziecięco szczera.

Arthur C. Clarke miał w 1964 roku 47 lat. Od dzieciństwa był zafascynowany paleontologią, geologią i wszystkim co związane z kosmosem. Jeszcze jako nastolatek, w przerwach lektur opowiadań fantastycznych publikowanych w „Amazing and Astounding Stories”, próbował budować własne teleskopy. Krótko później sam zabrał się za pisanie. W chwili kontaktu z Kubrickiem miał już na swoim koncie kilkanaście powieści i zbiorów opowiadań. Do 1964 roku żaden z literackich utworów Clarke′a nie został przeniesiony na ekran, ale biorąc pod uwagę eksploatacyjny obraz ówczesnego kina SF, pisarz nie był tym szczególnie zmartwiony. Clarke nie był nawet pewien, czy Kubrick oczekuje od niego nowego scenariusza, czy planuje zaadaptować już gotowe opowiadanie. Z uwagi na rozległość materiału od razu zakładał, że powieść jako taka nie wchodziła w grę. Clarke nie wiedział jeszcze nic o technice pracy Kubricka – dokładnym, czasochłonnym i wielokrotnym rozważaniu każdego najmniejszego detalu – toteż w nadziei, że przyczyni się do szybkiego podjęcia prac, postanowił sam zaproponować reżyserowi źródło. Propozycja dotyczyła dziewięciostronicowego opowiadania „Strażnik” (The Sentinel), napisanego w 1948 roku na konkurs BBC. Clarke nie wygrał wówczas konkursu, ale zdołał sprzedać opowiadanie magazynowi „Ten Story Fantasy”, który wydrukował je w 1951 roku pod tytułem „The Sentinel of Eternity” (Strażnik wieczności).

Krótko później nastąpiło pierwsze historyczne spotkanie pisarza z reżyserem. W kwietniu obaj panowie spotkali się w celu omówienia potencjalnej współpracy. Pierwsze spostrzeżenia były komiczne – jako że spotkanie miało miejsce wieczorem, Clarke i Kubrick odkryli, że prowadzą życie według innych zegarów biologicznych. Złotą zasadą Clarke′a było „żaden zdrowy psychicznie człowiek nie pozostaje na nogach po 22:00, a już na pewno nikt uczciwy nie jest na nogach po 24:00”. Kubrick był klasycznym nocnym markiem – rzadko wstawał przed południem, za to uwielbiał pracować do 3:00 nad ranem. Podczas pierwszego spotkania pierwszy z panów wydawał się drugiemu zbyt ospały, a drugi pierwszemu zbyt pobudzony jak na porę dnia. Paradoksalnie, konwersacja w ogóle nie dotyczyła wspólnego projektu. Clarke zatopił się po prostu w rozmowie z Kubrickiem na tematy naukowe – pisarz z mocnym kręgosłupem naukowca konwersujący z pozbawionym formalnego wykształcenia, ale szalenie inteligentnym reżyserem, chłonącym jak gąbka wszelkie nowe informacje. Obaj rozmówcy ustalili datę kolejnego spotkania (tym razem miało być całodzienne i „na temat”) i pożegnali się, każdy pod wrażeniem inteligencji drugiego. Kolejne spotkanie okazało się podobne – Kubrick godzinami dyskutował z Clarkiem o wszystkim, od rosyjskiego programu kosmicznego, przez literaturę SF, własne filmy, do potencjalnych możliwości istnienia życia w kosmosie. Dopiero pod koniec dnia, po wielogodzinnych rozmowach o wszystkim prócz faktycznej współpracy, Kubrick zapytał, czy Clarke chciałby z nim współpracować. Nawet nieuważny obserwator poważnie zastanowiłby się nad swoją deklaracją po takiej prezentacji obsesyjnego zainteresowania wszystkim, co choćby luźno dotyczy danego tematu. Clarke był jednak najwyraźniej mocno ujęty osobowością Kubricka i bez wahania zadeklarował swój udział w projekcie. Nie wiedział, że wyraża właśnie zgodę na poświęcenie ponad czterech lat życia projektowi, nad którym nie będzie sprawował kontroli. Spotkanie zakończyło się jednak ustaleniem rzeczy kluczowej – Kubrick wyjaśnił Clarke′owi, że wykorzystując jako punkt wyjścia „Strażnika”, chce nakręcić film o relacji człowieka i wszechświata w skali, jakiej nikt przed nim nawet nie próbował osiągnąć. Kubrick od początku deklarował, że interesuje go dzieło sztuki, którego celem będzie wywołanie zaskoczenia, podziwu, zadumy ale również, jeśli zajdzie taka potrzeba, przestrachu. Reżyser podkreślał, że zna większość tego, co powstało w światowym kinie science fiction i chce nakręcić film o niespotykanej skali – wysokobudżetowy, poważny, filozoficzny, naukowo i technicznie wiarygodny film fantastyczny, jakiego jeszcze nie było. Jednym słowem – chciał stworzyć filmowy mit. Trudno dziwić się, że przy takich deklaracjach Clarke nie zawahał się wyrazić chęci udziału w projekcie.

Przez całą wiosnę 1964 roku obaj panowie odbywali codzienne spotkania, trwające czasami po 10-12 godzin, podczas których omawiali projekt. Clarke dopiero wówczas zdał sobie sprawę z tego, co wiedzieli już wcześniejsi współpracownicy i konsultanci Kubricka – że umysł reżysera działa jak komputer o nieograniczonej pojemności, zbierający kolosalne ilości szczegółowych danych na każdy temat związany z projektem. Clarke zasugerował później, że obsesyjny głód wiedzy Kubricka sprawiał czasami wrażenie dręczącej go neurozy. Kubrick postanowił wykorzystać pomysł ze „Strażnika”, związany z artefaktem, jaki ludzkiej cywilizacji pozostawili po sobie kosmici. Od tego zaczęła się praca na filmem – od szeregu obrazów, opisujących eksplorację księżyca przez grupę kosmonautów. Księżycowa sekwencja miała mieć początkowo charakter półdokumentalny, wywołujący wrażenie prezentacji historycznych początków podbijania kosmosu przez człowieka. Seria księżycowych scen miała być zakończona odkryciem księżycowego artefaktu. Pojawiła się nawet koncepcja, że takie miało być zakończenie filmu. Co ciekawe, Kubrick szybko porzucił koncepcję realizacji tych sekwencji i zaczął szukać innych pomysłów. Jak wiadomo, powrócił później do źródeł i umieścił w filmie serię księżycowych scen, rozbudowaną do jednej z głównych części „2001”. Oczywiście początkowo film nosił również inny tytuł. Kubrick, nawiązując do popularnego wówczas westernu, nazywał film żartobliwie „Jak zdobyto Układ Słoneczny” (How the Solar System Was Won).

Jedno z kluczowych wydarzeń tej wstępnej fazy pracy nad filmem miało miejsce podczas codziennego spotkania reżysera z pisarzem. 17 maja 1964 roku o 21:00 obaj panowie wyszli na taras mieszkania Kubricka i, według wszelkich znanych im symptomów, byli świadkami przelotu UFO. Kubrick poprosił Clarke′a o wyjaśnienie tego, co obaj zobaczyli, ale Clarke nie potrafił skomentować zjawiska. Wspólnie powiadomili Pentagon i wypełnili standardowo wręczany wówczas formularz „świadectwa zaobserwowania UFO” (pamiętajmy, że to lata 60. – paranoja kosmiczna była jednym z szerzej rozpowszechnionych zjawisk w Ameryce). Clarke skontaktował się również ze znajomymi naukowcami z Hayden Planetarium. Okazało się, że obaj panowie zaobserwowali po prostu przypadkowo zaplanowaną na ten moment transmisję świetlną. Jednak w chwili obserwacji obaj przeżyli podobnie paranoiczną reakcję. Kubrick, z typowym dla siebie filmocentrycznym (żeby nie powiedzieć egocentrycznym) podejściem przeraził się, że faktyczne odkrycie życia pozaziemskiego uniemożliwi mu realizację interesująco zapowiadającego się filmu. Clarke poszedł jeszcze dalej – jak sam wspomina, pomyślał „To nie może być przypadek. Oni próbują nas powstrzymać przed realizacją filmu”. Fantastyczny przypadek pisarza, który uwierzył w realność własnego dzieła.

Od tej chwili Kubrick sugerował równoległą prace nad kilkoma alternatywnymi wersjami opowieści – tak na wszelki wypadek, gdyby następne wydarzenie nie okazało się działaniem ziemskich naukowców lub choćby gdyby zbliżająca się właśnie do Marsa sonda Mariner 4 przekazała na Ziemię zaskakujące informacje. Choć brzmi to jak anegdota, reżyser zwrócił się nawet do agencji ubezpieczeniowej Lloyds of London z propozycją zawarcia polisy ubezpieczeniowej na wypadek, gdyby plany realizacji jego filmu zostały zaprzepaszczone przez wcześniejsze odkrycie życia pozaziemskiego. Lloyds na tak kosmiczną propozycję przedstawił Kubrickowi równie kosmiczną wycenę i do zawarcia polisy nigdy nie doszło. Ważne jednak, że w wyniku opisanych wydarzeń praca nad filmem nagle nabrała większego tempa.