16 января 1939 года Е. С. Булгакова отметила в дневнике: «Миша взялся после долгого перерыва за пьесу о Сталине. Только что прочла первую (по пьесе — вторую) картину. Понравилось ужасно! Все персонажи живые». Через день, 18 января: «И вчера и сегодня Миша пишет пьесу, выдумывает при этом и для будущих картин положения, образы, изучает материалы» (ГБЛ, ф. 562, к. 28, ед. хр. 28).
В начале работы над рукописью у Булгакова быстро сложился основной план всей пьесы: батумская демонстрация и ее расстрел становится центральным событием (картина шестая «Батума»), ему предшествуют обстоятельства появления Сталина в Батуме в конце 1901 года, организация на основе рабочих кружков Батумского социал-демократического комитета; пожар, а затем забастовка на заводе Ротшильда, действия военного губернатора по подавлению забастовки и аресту ее руководителей. Этот акт со стороны властей и привел в марте 1902 года к политическому возмущению батумских рабочих. Развитием политической линии пьесы явились последующие картины ареста Сталина на конспиративной квартире, сцены его пребывания в батумской тюрьме, где вспыхивает бунт политических заключенных. Прологом этих событий стала картина исключения ученика шестого класса Иосифа Джугашвили из духовной семинарии в Тифлисе, относящаяся по времени к 1898 году, а эпилогом всей хроники — возвращение Сталина в Батум зимой 1904 года после побега из сибирской ссылки.
Первоначальное название пьесы — «Пастырь» — Булгаков почерпнул из перечня партийных кличек Сталина, записанных в его рабочей тетради: Давид, Коба, Нижерадзе, Чижиков, Иванович, Coco, Пастырь (под двумя последними кличками Сталин как раз и работал в Батуме).
Один из вариантов названия пьесы, записанный в тетради рукою Е. С. Булгаковой,— «Дело было в Батуме» — ближе всего к окончательному, локальному названию «Батум». Это последнее, самое сдержанное, не заключает в себе никакого оценочного момента и характеризует лишь время и место действия, подчеркивая установку автора на строгую историческую достоверность основного драматического происшествия.
В работе над сюжетом «Батума» Булгаков опирался на опыт своих прежних историко-биографических пьес «Кабала святош» и «Александр Пушкин», при создании которых он широко использовал мемуарные свидетельства и исторические документы. Для пьесы о Сталине требовалась не менее прочная документальная основа, которой Булгаков, конечно, не располагал в необходимом объеме. Тем не менее каждая картина пьесы основана на реальном, исторически засвидетельствованном факте, а уже в рамках действительного события создается вымышленная жанровая или политическая сцена, диалоги и поступки лиц, раскрывающие смысл и характер события, его связь с предшествующим и последующим звеном драматического действия.
Одним из важнейших документальных источников пьесы «Батум» стала большая книга «Батумская демонстрация 1902 года», выпущенная в марте 1937 года Партиздатом ЦК ВКП(б) с предисловием Л. Берия.
Книга была издана в Москве молнией за рекордно короткий срок: сдана в производство 10 марта, подписана к печати 15—17 марта, выпущена в свет 20 марта 1937 года. Совершенно очевиден культовый характер книги, имевшей своей главной целью прославление Сталина и провозглашение его особо выдающейся роли в организации рабочего движения на Кавказе. Как свидетельствует экземпляр, сохранившийся в архиве Булгакова, он внимательнейшим образом проработал книгу «Батумская демонстрация 1902 года» и оставил в ней множество помет и подчеркиваний.
Первый раздел книги — «Ленинская „Искра“ о революционном движении батумских рабочих» — не содержит ни единого упоминания о Сталине, но дает достаточно объективную хронику батумских событий с февраля по октябрь 1902 года. Здесь перепечатаны статьи и заметки «Искры» «Забастовка рабочих на заводах Манташева и Ротшильда в Батуми», «Батумский процесс», «Годовщина расстрела батумских рабочих» и др. В числе руководителей рабочих «Искра» назвала Михаила Харимьянца и Теофила Гогиберидзе — оба они вошли в круг действующих лиц пьесы «Батум».
Практически все действующие лица пьесы, представляющие администрацию военного губернатора, жандармское отделение и военный гарнизон, брошенный против забастовщиков, были взяты Булгаковым из хроникальных заметок «Искры». В их числе: кутаисский военный генерал-губернатор Смагин (в списке действующих лиц — военный губернатор), жандармский полковник Зейдлиц (у Булгакова — Трейниц), полицеймейстер Ловен (в черновой редакции пьесы действует под своей фамилией, в окончательном тексте — полицеймейстер), переводчик Какива (у Булгакова — Кякива) и т. д.
Как один из участников и организаторов мартовской политической демонстрации рабочих Батума, Сталин проходил по судебному процессу 1902 года и был приговорен к ссылке в Восточную Сибирь на три года. Официальными документами этого судебного политического процесса, кроме приговора, Булгаков не располагал, и он мог опираться в данном случае лишь на воспоминания и свидетельства немногих живых участников и очевидцев тех далеких событий.
В распоряжении драматурга оказалось достаточно много подробностей и свидетельств, взаимно дополнявших и корректировавших друг друга. Рабочие, окружающие Сталина в пьесе «Батум», в большинстве случаев действуют под своими собственными фамилиями и именами. Это прежде всего Сильвестр Ломджария (в пьесе — Сильвестр), Порфирий Ломджария (в пьесе — Порфирий), Михаил Габуния (в пьесе — Миха), Теофил Гогиберидзе (в пьесе — Теофил), Котэ Каландаров (в пьесе — Котэ), Коция Канделаки (в пьесе — Канделаки), Сильвестр Тодрия (в пьесе — Тодрия), Дариспан Дарахвелидзе (в пьесе — Дариспан), Михаил Харимьянц (в пьесе — Хиримьянц), Наталья Киртадзе-Сихарулидзе (в пьесе — Наташа).