Avant qu'Oliver Stone ne réalise son projet, Martin Scorsese avait développé dès 2001 un film sur Alexandre le Grand avec Leonardo DiCaprio pressenti dans le rôle principal, écrit par Peter Buchman et Christopher McQuarrie. Oliver Stone songeait pour sa part depuis une quinzaine d'années à consacrer un film à ce sujet.

Pendant que le film de Stone se préparait, Baz Luhrmann développait en parallèle un autre projet sur Alexandre avec Leonardo DiCaprio et Nicole Kidman en Olympias, mais ce projet a pris du retard et n'a finalement jamais vu le jour.

Le scénario s'inspire en partie du livre Alexander the Great (1973) de l'historien d'Oxford Robin Lane Fox, qui a également été conseiller historique sur le film et apparaît brièvement à l'écran dans le rôle d'un officier de cavalerie macédonienne lors d'une scène de bataille.

Heath Ledger a un temps été envisagé pour le rôle principal, tandis que Brad Pitt s'est vu proposer le rôle d'Héphaestion. Pour le rôle de Philippe II, Oliver Stone voulait initialement Liam Neeson, qui a refusé, avant d'envisager Sean Connery puis d'engager finalement Val Kilmer, qu'il avait déjà dirigé dans The Doors.

Le tournage s'est déroulé de septembre 2003 à février 2004 en Angleterre (Londres, studios de Shepperton et Pinewood), en Allemagne (studios Intermedia Films à Munich), au Maroc (Aït-ben-Haddou, Essaouira, Marrakech, Ouarzazate) et en Thaïlande (Saraburi), avec quelques prises de vues supplémentaires à Malte et dans l'Himalaya pour des incrustations et effets spéciaux.

La musique du film devait à l'origine être composée par Goran Bregović, à qui Oliver Stone aurait dit vouloir faire un film comme La Reine Margot mais en plus commercial. Le compositeur yougoslave a envoyé deux démos avant d'être finalement remplacé par Vangelis.

Un groupe de 25 avocats grecs a menacé de poursuivre Oliver Stone et Warner Bros. pour ce qu'ils jugeaient être une représentation historique inexacte, notamment concernant la bisexualité d'Alexandre, mais ils ont renoncé après une projection avancée du film.

Le film existe en quatre versions différentes : la version cinéma de 2004 (175 minutes), le director's cut de 2005 (167 minutes), Alexander Revisited: The Final Cut de 2007 (214 minutes) et l'Ultimate Cut de 2014 (206 minutes), Oliver Stone ayant déclaré vouloir en faire une sorte de fresque à la Cecil B. DeMille avec la troisième version avant d'en retirer de la matière pour la quatrième.