George Miller tuvo la idea de Mad Max: Fury Road en 1987, concibiéndola como una persecución casi continua, pero el proyecto pasó por un largo desarrollo hasta que la preproducción comenzó en 1998.

Miller trabajó con cinco artistas de storyboard para diseñar la película antes de escribir el guion definitivo, produciendo unos 3.500 paneles, casi el mismo número que los planos de la película terminada.

En una versión temprana del proyecto en 20th Century Fox, Mel Gibson iba a repetir como Max y Sigourney Weaver fue considerada para el papel que luego se convirtió en Imperator Furiosa, una idea sugerida por el propio Gibson.

Los atentados del 11 de septiembre de 2001 provocaron un colapso del dólar estadounidense frente al australiano que disparó el presupuesto, y la inestabilidad previa a la guerra de Irak complicó el rodaje previsto en Namibia, retrasando el proyecto durante años.

Entre los finalistas para el papel de Max estuvieron Tom Hardy, Armie Hammer y Jeremy Renner, mientras que en distintas etapas también se consideró a Michael Fassbender, Joel Kinnaman, Heath Ledger, Eric Bana e incluso a Eminem, quien rechazó el papel por no querer salir de Estados Unidos.

Tras unas lluvias inesperadas que hicieron florecer el desierto de Broken Hill, Australia, la producción tuvo que trasladarse de nuevo a Namibia en noviembre de 2011.

De los 150 vehículos construidos para la película, solo 88 sobrevivieron hasta el final del rodaje, ya que muchos fueron diseñados específicamente para ser destruidos.

El director de fotografía John Seale salió de su retiro para rodar la película, sustituyendo a Dean Semler, y fue el primer proyecto que filmó con cámaras digitales, usando también cámaras de consumo como Canon EOS 5D como 'crash cams' que se reemplazaban localmente cuando se rompían.

El rodaje se detuvo en diciembre de 2012 sin haber filmado las escenas de La Ciudadela debido a que la producción se pasó de presupuesto; un cambio de dirección en Warner Bros. permitió retomar el rodaje en noviembre de 2013 en Sídney para completar esas escenas.

La dramaturga Eve Ensler fue invitada por Miller como asesora en el set y pasó una semana en Namibia hablando con los actores sobre la violencia contra las mujeres, influida por los temas feministas del guion.

Según Miller, el 90% de los efectos de la película se lograron de forma práctica; tanto el Doof Wagon como la guitarra lanzallamas del Doof Warrior eran completamente funcionales y ninguna de esas escenas usó CGI.

Tom Hardy llegaba tarde con frecuencia al set, lo que alteraba el calendario de rodaje, y él y Charlize Theron tuvieron enfrentamientos durante la filmación.

Tras ver la película terminada, Tom Hardy comenzó su rueda de prensa en Cannes con una larga disculpa a George Miller, calificando al director de 'brillante', tras haber tenido dificultades para entender su visión durante el rodaje.

La esposa de Miller, Margaret Sixel, editó la película con 480 horas de metraje, que tardó tres meses solo en visionar; el resultado final contiene unos 2.700 cortes en 120 minutos, frente a los 1.200 cortes de Mad Max 2.

Entre el 50% y 60% de la película no se proyecta a los tradicionales 24 fotogramas por segundo, ya que Miller ralentizaba o aceleraba los planos según la claridad de la acción, dando a la película un aspecto casi 'caricaturescamente' entrecortado.

El diseñador de sonido Mark Mangini concibió el Camión de Guerra como una alegoría de Moby Dick, con Immortan Joe en el papel del Capitán Ahab, mezclando sonidos mecánicos del camión con cantos de ballenas y usando gruñidos de oso ralentizados para simbolizar la 'muerte' del vehículo.

Antes de que Junkie XL compusiera la banda sonora definitiva, Hans Zimmer, John Powell y Marco Beltrami estuvieron vinculados al proyecto en distintos momentos.

Miller planeaba originalmente rodar la película en 3D nativo, pero la idea fue descartada por motivos presupuestarios y por dudas sobre si las cámaras 3D resistirían las duras condiciones del desierto, así que se convirtió a 3D en posproducción.

Aunque Miller estaba obligado contractualmente a entregar una versión PG-13, Warner Bros. realizó proyecciones de prueba con un montaje del estudio y otro de Miller; como la versión de Miller obtuvo mejores resultados, la película se estrenó finalmente con clasificación R.

La película ganó seis premios en los Óscar de 2016, más que cualquier otra película esa noche, estableciendo un récord de mayor número de premios Óscar ganados por una película australiana.