Nathan Fillion y Anthony Head se unieron al elenco para reemplazar a Dylan Neal y Pierce Brosnan, quienes habían interpretado a Hermes y Quirón respectivamente en la primera película.

Stanley Tucci asumió el papel de Mr. D / Dionisio, un personaje previamente interpretado por Luke Camilleri en la primera película.

Scott Alexander y Larry Karaszewski fueron inicialmente contratados como guionistas, pero Marc Guggenheim fue traído posteriormente para reescribir el guión, dejando a Alexander y Karaszewski sin acreditar.

Chris Columbus, quien dirigió la primera película, no regresó para dirigir la secuela pero se mantuvo como productor junto a Karen Rosenfelt, quien también había producido La Saga Crepúsculo: Amanecer.

La filmación tuvo lugar en Robert Burnaby Park en Burnaby, Columbia Británica, con tomas adicionales en Nueva Orleans entre el 20 de junio y el 22 de julio para las escenas de la Princesa Andrómeda.

El parque temático abandonado de Six Flags Nueva Orleans fue utilizado como ubicación de rodaje para la isla del cíclope Polifemo.

La fotografía principal se terminó en julio de 2012, pero se realizaron refilmaciones adicionales en enero de 2013, con el actor principal Logan Lerman tuiteando una foto el 22 de enero de 2013, marcando el último día de rodaje.

La fecha de estreno de la película fue retrasada varias veces, pasando de una fecha inicial en marzo de 2013 a agosto 16 de 2013, antes de finalmente establecerse en agosto 7 de 2013.

Los derechos del libro de Percy Jackson pasaron a Disney tras su adquisición de 21st Century Fox en 2019, lo que llevó al autor Rick Riordan a lanzar una nueva adaptación televisiva que se estrenó en Disney+ en diciembre de 2023, separada de esta saga de películas.

Dos actores de la saga de películas fueron posteriormente elegidos en la serie de reboot de Disney+: Julian Richings, quien interpretó a Caronte en la primera película, aparece como Procusto, y Aleks Paunovic, quien interpretó a un Cíclope en Sea of Monsters, interpreta a Polifemo.