Paramount Pictures a acquis les droits cinématographiques de la franchise Tomb Raider au début de 1998, et le projet a traversé de nombreux scénaristes et versions entre 1998 et 2000, causant des retards importants.
Les premières versions du scénario étaient radicalement différentes du film final, incluant un pitch d'horreur classé R impliquant le Livre des Morts égyptien, une histoire de recherche d'El Dorado dans les Caraïbes et l'Équateur, une version mettant en vedette des créatures extraterrestres fécondant Lara, et un brouillon centré sur la découverte de la Bibliothèque d'Alexandrie.
Certains brouillons de Mike Werb et Michael Colleary incluaient des éléments d'horreur comme des spores fongiques hallucinogènes causant des visions cauchemardesque et un combat contre le démon chien Cerbère, dont rien n'a été retenu dans le film final.
Le réalisateur Simon West a écrit le scénario de tournage lui-même en combinant les éléments du brouillon de Massett et Zinman (qu'il considérait comme le meilleur) avec des parties de tous les scénarios précédents.
Le matériel de scénario inutilisé de Steven E. de Souza, originalement écrit pour le premier film, a été réutilisé ultérieurement dans la suite Lara Croft: Tomb Raider – The Cradle of Life, lui permettant de recevoir un crédit d'histoire sur ce film.
De nombreuses actrices ont été envisagées ou se sont vu attribuer le rôle de Lara Croft, parmi lesquelles Jennifer Love Hewitt, Catherine Zeta-Jones, Jennifer Lopez, Ashley Judd et Sandra Bullock, tandis que Neve Campbell a refusé le rôle en raison de ses engagements envers Party of Five.
Le casting d'Angelina Jolie a été controversé auprès des fans puisqu'elle est américaine jouant un personnage britannique, et certains ont critiqué ses tatouages et sa vie personnelle médiatisée ; le réalisateur Simon West a défendu ce choix en référençant la véritable passion d'Angelina Jolie pour le jeu au couteau, qu'il estimait correspondre au caractère de Lara.
Angelina Jolie portait un soutien-gorge rembourré pour augmenter sa poitrine pour le rôle, passant de son 90B naturel au 90C de Lara, bien qu'elle ait noté que le personnage était encore plus volumineux (90D) dans les jeux.
Jon Voight, le père réel d'Angelina Jolie, joue le père de Lara, Richard Croft, dans le film, et les deux acteurs ont écrit leurs scènes ensemble après que Jolie ait poussé pour plus de contexte entre les personnages.
Le film a été le premier long métrage important à être tourné au Cambodge depuis Lord Jim en 1964, suite à l'occupation du pays par le régime des Khmers Rouges, avec le tournage en extérieurs se déroulant au temple de Ta Prohm à Angkor.
Le tournage principal s'est déroulé du 30 juillet au 30 novembre 2000, avec une grande partie de la production se déroulant sur le 007 Stage aux studios de Pinewood, et Hatfield House dans le Hertfordshire servant de doublure pour le Manoir Croft.
Plusieurs compositeurs ont travaillé sur la bande sonore avant que la version finale soit choisie : Nathan McCree (compositeur des jeux Tomb Raider originaux) a été engagé en premier, puis Danny Elfman a écrit un thème, puis Michael Kamen a composé une partition complète, mais tous ont été rejetés après un remontage ; Graeme Revell a finalement été engagé et a dû composer soixante minutes de musique en seulement dix jours.
Le montage final du réalisateur de Simon West durait 130 minutes, mais il a été retiré de la post-production et l'éditeur Stuart Baird a été engagé pour le réduire à 88 minutes ; Baird s'était apparemment vu promettre le poste de réalisateur sur Star Trek: Nemesis en échange du remontage de ce film et de Mission: Impossible 2.
En raison du dépassement du calendrier de la post-production, certains grands effets visuels sont restés inachevés au moment de la sortie du film en salles.
Les scènes de nudité d'Angelina Jolie, incluant une scène de douche prolongée et une scène où elle laisse tomber une serviette, ont été coupées du film pour obtenir une classification PG-13, après qu'Eidos Interactive ait insisté pour qu'aucune nudité ne soit montrée ; Jolie a dit plus tard qu'elle était déçue que le charme sexuel de Lara soit atténué.
Le week-end d'ouverture du film a battu le record de box-office pour un film avec une protagoniste féminine, précédemment détenu par Scary Movie, et le record pour une adaptation de jeu vidéo, précédemment détenu par Pokémon : Le Film.
Malgré des critiques généralement négatives de la part des critiques, avec Rotten Tomatoes lui donnant seulement 20 % de critiques positives et IGN lui attribuant une note de 0,0 'Catastrophe', le film a rapporté 274,7 millions de dollars au box-office mondial, ce qui en fait l'une des adaptations de jeux vidéo les plus rentables de l'époque.
