Możliwe, że kompozytor początkowo odmówił (zdanie Antona Schindlera; istnieje przekonanie, że kompozytor uznał pomysł napisania wariacji za głupi, bądź że przy pisaniu kierował nim gniew skierowany na Diabellego), Diabelli zasugerował mu, że wariacji ma być nie więcej niż 6–7, jednak Beethoven ostatecznie napisał 33 wariacje, choć wcześniej planował napisać ich rzeczywiście 6–7, a następnie 9 i 25.
Utwór powstawał w latach 1819–1823, w ostatnim dziesięcioleciu życia Beethovena, w tym samym okresie, co Missa Solemnis. Do lata 1819 roku skomponował 23 wariacje, w tym m.in. wariację X, później niewykorzystaną; owe 23 wariacje były pomyślane jako kompletny cykl poza nienapisaną fugą, która miała je domknąć. Beethoven miał więcej pomysłów i pozostawił niewykończone szkice wariacji, które nie zostały ostatecznie włączone do cyklu i pozostały w rękopisach. Następnie odłożył ten projekt na bok, dokończył Missa Solemnis i napisał trzy ostatnie sonaty fortepianowe. Powrócił do wariacji w późną jesienią 1822 roku, około listopada bądź w lutym 1823 roku i dokończył cykl w marcu lub kwietniu 1823 roku, dodając siedem (ostatecznie 11) nowych wariacji. Nie naruszył przy tym kolejności wariacji, ale dodał nowe w strategicznych miejscach, to jest dwie na początku, jedną pośrodku (wariacja 15.) i resztę na koniec.