De acordo com a MTV, as filmagens do videoclipe de "Firework" começaram a partir de 28 de setembro de 2010 em Budapeste, Hungria, e foi dirigido por Dave Meyers, além de contar com a participação de 250 fãs da cantora. A produção foi patrocinada pela companhia de telecomunicação européia, Deutsche Telekom, que promoveu um concurso para selecionar alguns fãs da cantora naturais da Alemanha, Áustria, Hungria, República Tcheca, Eslováquia, Polônia, Macedônia e Montenegro para aparecerem no videoclipe. Em entrevista à Billboard.biz, Ralf Luelsdorf, chefe de patrocínio internacional da Deutsche Telekom, disse que "para trabalhar com esta relação ganha-ganha, foi importante termos a plena participação da gravadora, da artista e sua gestão [...] para o vídeo. O vídeo também não é comercial. Não há nenhum produto a venda nele". Para ajudar na promoção do videoclipe, um teaser trailer foi divulgado na conta oficial da cantora do YouTube em 15 de outubro de 2010.Ele foi divulgado completo em 28 de outubro, tendo grande repercussão no YouTube. Dave Meyers comentou à MTV News sobre a alteração do estilo de Perry entre o videoclipe de "California Gurls" e este:

“     Eu queria brincar um pouco com sua imagem... tipo, alterar o conceito de ícone do pop doce e colorida que ela tornou-se. [...] Eu tinha escrito um roteiro com a idéia de descontruí-la um pouco, e depois que o videoclipe de 'Teenage Dream' foi lançado, ela foi desconstruída ao todo. Então eu tive que trocar as marchas um pouco. Mas na verdade foi fácil, porque eu me comuniquei com a música. Senti que 'Firework' foi muito pessoal e estava atraído por isso... Queríamos articular o significado dessa música: o que significa ser um perdedor e ter a coragem, se você está na periferia da sociedade, para ser você mesmo. [Eu e Katy Perry] estávamos ambos persistentes na idéia de ficar longe de Hollywood, mas ter pessoas reais. Então, nós caracterizamos pessoas reais, não eram atores. Encontrar dois rapazes gays em Budapeste foi um desafio, porque lá não é tão aceito como em Hollywood [...] Já a garota do vídeo não é realmente uma menina doente, mas tivemos que raspar sua cabeça, e se você é uma jovem de 11 anos, isso é um grande compromisso. O compromisso das pessoas foi realmente lindo [...] E então, na última cena não foram 250 figurantes, foram 250 fãs incondicionais de Katy Perry. Essas pessoas começaram a pular, porque elas amam suas vidas.[34]     ”

O videoclipe de "Firework" mostra personagens inspirados, grupos de pessoas que são submetidas à preconceito, problemas físicos ou emocionais. O vídeo trata sobre duas crianças que assistem casos de violência doméstica entre seus pais, uma jovem com problemas de auto-estima devido à seu caso de obesidade, uma garota portadora de câncer, além de um rapaz homossexual que sofre com preconceito. Perry aparece para "acender a luz" de dentro destas pessoas e fazê-las tomarem uma atitude e liberar seus sentimentos como se fossem fogos de artifício.

Jocelyn Vena da MTV News disse que "Perry está enviando uma mensagem: fortalecer a si mesmo e abraçar seu fogo de artifício interior. [...] Logo, uma festa entra em erupção, com Perry no centro da ação, cantando uma mensagem inspiradora e com fogos de artifício explodindo em torno de todos eles." A Entertainment Weekly comparou o videoclipe aos anteriores da cantora e ironizou dizendo: "Mas desta vez, seus seios são tratados por uma outra causa: aumentar a auto-estima de certos jovens (gays, doentes, não-magros) que se sentem marginalizados por normas estritamente aplicadas no mundo da beleza e da sexualidade." O videoclipe foi dedicado ao projeto americano, It Gets Better Project, organização antibullying que visa diminuir o preconceito e suicídios entre homossexuais.