Zombieland a d'abord été écrit en 2005 comme un script destiné à un pilote de série télévisée, l'idée ayant germé dans la tête des scénaristes Rhett Reese et Paul Wernick pendant quatre ans et demi avant d'être adaptée en film par le réalisateur Ruben Fleischer, qui a ajouté la destination du parc d'attractions pour structurer l'histoire.

Dans les premières versions du scénario, les personnages principaux s'appelaient Flagstaff et Albuquerque au lieu de Columbus et Tallahassee, et les personnages féminins Wichita et Stillwater.

Woody Harrelson a accepté le rôle à quatre conditions, dont l'exigence d'un tournage écologique et le fait que le réalisateur Ruben Fleischer arrête de consommer des produits laitiers pendant une semaine ; celui-ci a finalement tenu un régime végétarien pendant 11 mois.

Le caméo était à l'origine écrit pour Patrick Swayze dans le rôle d'un zombie dansant, avec des clins d'œil à sa carrière comme une reconstitution de la scène du tour de potier du film Ghost, mais Swayze, atteint d'un cancer du pancréas, était trop malade pour tourner et est décédé en septembre 2009.

Avant que Bill Murray n'accepte le rôle, plusieurs stars avaient été envisagées ou avaient décliné la proposition, parmi lesquelles Sylvester Stallone, Joe Pesci, Mark Hamill, Dwayne Johnson, Kevin Bacon, Jean-Claude Van Damme, Dustin Hoffman et Matthew McConaughey.

L'acteur initialement choisi pour le caméo s'est désisté une semaine avant le tournage ; Woody Harrelson a alors passé quelques coups de fil et réussi à convaincre Bill Murray de jouer le rôle, une scène en grande partie improvisée selon Harrelson.

Le tournage a duré 41 jours, entre février et mars 2009, avec des prises de vues à Hollywood puis à Atlanta et dans plusieurs villes de Géorgie, et a été filmé en numérique avec la caméra Panavision Genesis.

Les scènes du parc d'attractions Pacific Playland ont été tournées au parc Wild Adventures de Valdosta, tandis que l'intérieur de la maison hantée a été filmé au Netherworld Haunted House près d'Atlanta.

L'actrice Abigail Breslin a fêté son 13e anniversaire pendant le tournage en Géorgie en adoptant un chiot dans un refuge.

Peu après la fin du tournage, Woody Harrelson a eu une altercation avec un photographe de TMZ à l'aéroport de LaGuardia, expliquant pour sa défense qu'il se croyait encore dans la peau de son personnage et pensait que le photographe était un zombie.

Le maquilleur Tony Gardner, qui avait contribué à créer le look zombie du clip Thriller de Michael Jackson, a conçu les effets spéciaux de maquillage du film, utilisant principalement des prothèses physiques ; une scène a nécessité 160 zombies maquillés sur le plateau d'un parc d'attractions.

Le chef opérateur Michael Bonvillain, qui avait travaillé sur Cloverfield, a apporté son style de caméra portée à l'épreuve pour donner un rendu 'vivant' aux scènes d'action.

En arrivant à Los Angeles, on aperçoit une affiche du film 2012 sur un cinéma, film dans lequel Woody Harrelson joue également un rôle.

Dans le premier supermarché, Tallahassee joue l'air Dueling Banjos au banjo, une référence au film Délivrance.

Quand Little Rock demande à Bill Murray s'il a des regrets, il répond « Peut-être Garfield », en référence au fait que l'acteur a doublé le chat dans le film Garfield.

Le vrai prénom de Wichita, révélé à la fin du film, est Krista, qui est aussi le prénom de la mère de l'actrice Emma Stone.

Le personnage de Columbus a peur des clowns alors que la mère de l'acteur Jesse Eisenberg a justement été clown professionnel.

Columbus se dit soulagé de vivre dans un monde sans Facebook ; un an plus tard, Jesse Eisenberg incarnera le fondateur de ce réseau social dans The Social Network.

Le film a été crédité du deuxième meilleur démarrage en salles de l'histoire pour un film de zombies, derrière le remake de Dawn of the Dead sorti en 2004, avant de devenir brièvement le film de zombies ayant rapporté le plus au box-office mondial.

Le succès du film a mené à une suite, Zombieland: Double Tap, sortie en 2019 pour le dixième anniversaire du premier film, ainsi qu'à un pilote de série télévisée produit par Amazon Studios en 2013, qui n'a finalement pas été retenu en raison de l'accueil très négatif des fans.