À l'automne 1916, l'apparition soudaine des premiers tanks britanniques sur la Somme plonge le haut commandement allemand dans une profonde stupéfaction. La réaction ne se fait pas attendre : le 30 octobre, une conférence secrète réunit les responsables des communications militaires et l’Allgemeine Kriegsdepartement 7, Abteilung Verkehrswesen (département n°7 de la Guerre, section des transports), abrégé en A7V. Le 13 novembre, la décision officielle est prise d'engager le développement d'un blindé lourd national.
Faute de constructeur unique capable d’assumer un tel projet, un comité d'experts issus des plus grandes firmes industrielles du pays est constitué sous la direction de l'ingénieur Joseph Vollmer. Ce groupe d'étude prend le nom de code du département superviseur : A7V. Par extension, le futur engin héritera de cette même appellation.
Le cahier des charges initial fixe des exigences ambitieuses pour l’industrie allemande.
L'engin doit pouvoir évoluer sur tous les terrains, atteindre 12 km/h sur route et 6 km/h en tout-terrain. Il doit franchir des tranchées de 1,50 m et gravir des pentes de 25 % sur sol dur. D'une masse estimée à 30 tonnes pour 4 tonnes de charge utile, son armement doit combiner un canon à l'avant, un second à l'arrière, et quatre mitrailleuses réparties sur les flancs. Côté motorisation, le projet table d'abord sur un bloc modeste de 80 à 100 chevaux — une puissance bien inférieure au moteur de 105 chevaux qui propulse les Mark I britanniques de 28,4 tonnes.
Les travaux progressent à un rythme soutenu et les premiers plans sont soumis au haut commandement dès le 22 décembre 1916.
La puissance demandée est alors réévaluée à 200 chevaux. Ne disposant d'aucun moteur unique atteignant cette performance sans nécessiter de longs mois de développement, les ingénieurs choisissent de coupler deux moteurs Daimler de 100 chevaux chacun à une boîte de vitesses Adler. La firme Daimler achève un premier prototype châssis dès le 16 janvier 1917, revêtu d'une superstructure en bois pour les premiers tests de roulage. Impressionné par la rapidité de la conception, le ministère de la Guerre passe commande le 20 janvier de 100 châssis : 90 tracteurs de ravitaillement non blindés (Geländewagen) et seulement 10 chars de combat.
La question de la protection suscite de vives discussions théoriques.
Prenant en compte les premiers retours du front sur l'efficacité des armes antichars contre les 12 mm des tanks britanniques, l'état-major exige le 1er février un blindage massif de 30 mm sur l'ensemble de la caisse. L'addition est lourde : la surprotection génère un surpoids de 11,5 tonnes. Un compromis est finalement trouvé le 28 février : seule la proue conservera les 30 mm d'acier, tandis que l'arrière sera protégé par 20 mm et les flancs par 15 mm.
Le 5 avril 1917, le premier châssis de série débute ses essais officiels devant le ministre de la Guerre. Neuf jours plus tard, la commande de chars est portée de 10 à 20 exemplaires. Mais les réalités industrielles d'une Allemagne asphyxiée rattrapent rapidement le projet : les pénuries d'acier, le manque de charbon et les grèves à répétition retardent l'assemblage de la toute première caisse blindée jusqu'au mois d'octobre 1917.
