El guionista Christopher Hampton escribió inicialmente un borrador más convencional y literario con estructura lineal y voz en off, pensado para el director Richard Eyre, antes de que Joe Wright se hiciera cargo y le pidiera reescribirlo para acercarlo más a la estructura del libro, tejiendo el epílogo de la Briony mayor solo al final.

James McAvoy había rechazado previamente ofertas para trabajar con Joe Wright, pero seguía siendo la primera opción del director para Robbie después de que Wright lo viera actuar en el Hampstead Theatre; los productores entrevistaron a varios actores para el papel pero McAvoy fue el único al que se le ofreció.

Abbie Cornish estaba originalmente destinada a interpretar a Briony de 18 años pero tuvo que retirarse por conflictos de agenda con Elizabeth: The Golden Age, lo que llevó a que Romola Garai fuera elegida; Garai pasó tiempo estudiando metraje de Saoirse Ronan para emparejarse con su físico y manierismos.

Vanessa Redgrave fue la primera actriz a la que se le propuso el papel de la Briony anciana, aunque no fue oficialmente contratada hasta que Saoirse Ronan fue encontrada, y se comprometió con el papel después de solo una reunión con Wright.

Redgrave, Ronan y Garai trabajaron juntas con un entrenador de voz para mantener el timbre vocal de Briony consistente entre las tres actrices que interpretaban el personaje a diferentes edades.

El famoso plano secuencia de cinco minutos y medio de la playa de Dunkerque fue filmado en solo dos días debido a restricciones presupuestarias y de cronograma, ya que la producción no podía permitirse los 1000+ figurantes necesarios; el plano sigue al personaje de James McAvoy un cuarto de milla a lo largo de la playa.

El plano secuencia de Dunkerque requirió un día y medio de ensayo y bloqueo para sincronizar correctamente la posición del sol, y se completó en tres tomas completas (una cuarta fue abandonada a mitad del plano debido a la falta de luz), utilizando al operador de Steadicam Peter Robertson quien se movió entre un vehículo de seguimiento, a pie y una bicitaxi mediante una rampa.

El desastre de la estación de metro de Balham de 1940 fue recreado en la antigua estación de la línea Piccadilly de Aldwych, que ha estado cerrada desde los años 90.

El director de cine Anthony Minghella hizo un breve cameo como el entrevistador de televisión en la escena final del film; murió seis meses después del estreno de la película, a los 54 años, tras una cirugía de cáncer.

La película contiene varias imprecisiones históricas, incluyendo un bombardero Avro Lancaster que se muestra volando en 1935 (un avión que no existía hasta 1941), una grabación de 1956 de un dúo de La bohème reproducida en una escena de 1935, y la canción 'White Cliffs of Dover' sonando a pesar de no haber sido escrita hasta 1941.

Las escenas de la noria y el cine de playa en Dunkerque se muestran como alucinaciones experimentadas por el Robbie agonizante e infectado, ya que históricamente las playas de evacuación reales eran dunas de arena vacías cerca de un muelle bombardeado.

La partitura de Dario Marianelli presenta prominentemente el sonido de una máquina de escribir manual y fue grabada con la English Chamber Orchestra junto al pianista Jean-Yves Thibaudet y la violoncelista Caroline Dale; ganó tanto un Oscar como un Globo de Oro a la Mejor Banda Sonora Original.