Regisseur Bryan Singer verließ das Projekt im Juli 2004, um Superman Returns für Warner Bros. zu drehen, und gab zu, dass er sich damals ‚nicht vollständig auf X-Men 3 konzentriert' hatte.
Singers ursprüngliche Behandlung mit den X2-Autoren Dan Harris und Michael Dougherty konzentrierte sich auf Jean Greys Auferstehung und hätte die Bösewichtin Emma Frost eingeführt, eine Rolle, die für Sigourney Weaver vorgesehen war.
Mehrere große Regisseure lehnten den Film ab, bevor Brett Ratner engagiert wurde, darunter Darren Aronofsky, Joss Whedon (der stattdessen seine Comic-Storyline ‚Gifted' in das Drehbuch integrierte), Zack Snyder, Peter Berg und Guillermo del Toro.
Matthew Vaughn wurde ursprünglich als Regisseur engagiert und besetzt Kelsey Grammer, Dania Ramirez und Vinnie Jones, zog sich aber wegen familiärer Probleme und Bedenken gegen Foxs enge Zeitvorgaben zurück; 2023 sagte er auch, dass er nach einem Austritt verließ, nachdem Führungskräfte versuchten, Halle Berry mit einem gefälschten Drehbuch zu unterzeichnen.
James Marsdens Cyclops wurde früh im Film getötet, speziell wegen eines Terminskonflikts mit Superman Returns, was auch dazu führte, dass Marsden, Editor John Ottman und die Autoren Harris und Dougherty die X-Men-Franchise verließen.
Channing Tatum wurde für die Rolle von Gambit in Betracht gezogen, bevor die Figur am Ende vollständig aus dem Film geschrieben wurde.
Alan Cummings Nightcrawler wurde aus dem Drehbuch gestrichen, weil das Studio seine minimale Rolle nicht mit dem langen, kostspieligen Prothesen-Make-up-Prozess rechtfertigte, den er während X2 unbequem gefunden hatte.
Elliot Page lehnte die Rolle von Kitty Pryde zunächst ab und wollte nicht in Hollywood-Filmproduktionen einsteigen, änderte aber seine Meinung, nachdem er das Drehbuch gelesen hatte und die Erfahrung machen wollte, einen Superhelden zu spielen.
Ian McKellens enger Zeitplan, jonglierend The Da Vinci Code und Londoner Theaterarbeit, erforderte separate Aufnahmen in England vor der digitalen Überlagerung auf die Vancouver-Sets.
Beide Endszenen wurden geheim gehalten und nicht in das Drehbuch aufgenommen; Ratner filmte die Post-Credits-Xavier-Szene mit einem kleinen Team während einer Mittagspause und reiste später nach London, um Magneto im Park zu drehen.
In einem Interview von 2017 während der MeToo-Bewegung warf Elliot Page Regisseur Brett Ratner vor, ihn auf einem Treffen mit Cast und Crew während der Produktion als Lesbische geoutet zu haben, was Co-Star Anna Paquin bestätigte.
Supervisor für visuelle Effekte John Bruno verteilte 900 Effekt-Shots auf elf Unternehmen in vier Ländern, betonte praktische Effekte und nutzte nur CGI, wenn nötig, einschließlich eines Cirque-du-Soleil-Fluggestells für Angels und Storms Flugstunts.
Die Golden-Gate-Bridge-Sequenz verbrauchte etwa ein Sechstel des Effekt-Budgets und kombinierte ein physisches Miniaturmodell, das über zwei Monate in Santa Clarita gefilmt wurde, mit CGI, da die echte Brücke und San Francisco nicht verwendet oder aus der Luft gefilmt werden konnten.
Eine von Lola Visual Effects entwickelte Technik namens ‚digitales Hauttransplantat' wurde verwendet, um die Gesichter von Patrick Stewart und Ian McKellen digital zu verjüngen.
Komponist John Powell beendete die Filmmusik zu Ice Age: The Meltdown früh, um die Arbeit als Komponist für The Last Stand anzunehmen, und integrierte musikalische Anspielungen auf die Partituren der beiden vorherigen Filme sowie Liedtexte aus Benjamin Brittens Requiem Mass für die Chorteile des Phoenix-Themas.
Studiobefugte Thomas Rothman und Jim Gianopulos debattierten, ob Rogue Iceman am Ende des Films küssen oder einfach nur Händchen halten sollte, präsentierten letztendlich beide Optionen ihren Töchtern und weiblichen Marketingleitern vor, bevor sie sich für die Version mit Händchen halten entschieden.
Mit einem Budget von 210 Millionen Dollar wurde X-Men: The Last Stand zum teuersten Film, der zum Zeitpunkt seiner Veröffentlichung je hergestellt wurde, ein Rekord, der später in diesem Jahr durch Pirates of the Caribbean: Dead Man's Chest gebrochen wurde.
