Una versión actualizada de Tarzán llevaba en desarrollo desde al menos 2003, pasando por varios guionistas como John August y John Collee, con Guillermo del Toro inicialmente atado a dirigir antes de abandonar el proyecto para hacer El Hobbit.

En 2008 se desarrolló una versión coescrita por Stephen Sommers y Stuart Beattie que, según se dijo, se parecería al estilo de la saga Piratas del Caribe, aunque Sommers finalmente dejó el proyecto en 2010.

En abril de 2013 la producción fue suspendida temporalmente debido a preocupaciones presupuestarias, antes de retomarse con David Yates como director definitivo, elegido en 2012 tras considerar también a Susanna White y Gary Ross.

El productor Jerry Weintraub quiso durante un tiempo que el nadador Michael Phelps interpretara a Tarzán, viéndolo como heredero de Johnny Weissmuller, pero cambió de opinión tras verlo presentar Saturday Night Live durante solo dos minutos.

Antes de que Alexander Skarsgård fuera elegido en noviembre de 2012, se consideró para el papel principal a actores como Henry Cavill, Tom Hardy y Charlie Hunnam.

Para el papel de Jane Porter se barajaron numerosas actrices, entre ellas Jessica Chastain, Emma Stone, Emma Watson y Lucy Hale, hasta que Margot Robbie fue confirmada en enero de 2014.

Alexander Skarsgård se sometió a un régimen de entrenamiento de cuatro meses antes del rodaje para ponerse en forma como Tarzán, ganando cerca de 11 kg de masa muscular, con parte del entrenamiento supervisado por el coreógrafo Wayne McGregor.

El rodaje se realizó casi por completo en los estudios Warner Bros. de Leavesden, Inglaterra, y solo se filmaron seis semanas de imágenes de fondo en Gabón mediante helicóptero, sin la presencia del elenco.

Para recrear la selva africana en los estudios se construyeron siete versiones distintas de jungla, mezclando plantas traídas de Holanda con árboles esculpidos por el departamento artístico, además de una cascada funcional y un muelle plegable de 30 metros.

Kedleston Hall, en Derbyshire, sirvió como localización para la mansión Greystoke, mientras que un cedro en los terrenos del castillo de Highclere fue el escenario de una escena clave entre Tarzán y Jane.