Coppola ne voulait pas au départ faire de troisième volet, estimant que les deux premiers films avaient déjà raconté toute l'histoire de Michael Corleone ; c'est une situation financière difficile, causée par l'échec de son film musical One from the Heart (1982) puis de The Cotton Club (1984), qui l'a poussé à accepter l'offre de longue date de Paramount.

Coppola et Mario Puzo voulaient intituler le film 'La Mort de Michael Corleone' pour en faire un épilogue à la saga, mais Paramount Pictures a jugé ce titre inacceptable.

Pendant plus de dix ans, Paramount a tenté de développer une suite sans Coppola : un projet imaginait la CIA s'associant à la mafia pour assassiner un dictateur costaricien, un autre faisait d'Anthony Corleone un agent de la CIA reprenant l'empire familial, avec John Travolta puis Eric Roberts pressentis dans ce rôle jamais tourné.

Un scénario de 1982 signé Vincent Patrick prévoyait de tuer Michael Corleone et Tom Hagen dès la scène d'ouverture, mais le projet fut abandonné après que le réalisateur Dan Curtis a quitté la production.

Avant Coppola, Paramount avait envisagé plusieurs réalisateurs pour ce troisième film, dont Michael Mann, Martin Scorsese, Warren Beatty, Michael Cimino, Andrei Konchalovsky et Sylvester Stallone, ce dernier étant aussi pressenti pour un rôle à l'écran.

Robert Duvall a refusé de reprendre le rôle de Tom Hagen car il exigeait un cachet comparable aux 6 millions de dollars versés à Al Pacino ; Coppola a alors réécrit le scénario pour faire mourir Hagen avant le début de l'histoire et créé le personnage de B.J. Harrison, joué par George Hamilton, pour le remplacer partiellement.

Andy García a obtenu le rôle de Vincent Mancini face à Alec Baldwin et Robert De Niro, qui étaient aussi envisagés.

Le rôle de Mary Corleone a connu un casting mouvementé : Julia Roberts avait été initialement choisie mais s'est désistée pour Pretty Woman, Madonna a passé une audition mais fut jugée trop âgée, et Rebecca Schaeffer devait auditionner le jour même où elle a été assassinée par un fan obsessionnel.

Winona Ryder a finalement été engagée puis a commencé le tournage, mais a quitté la production après quelques semaines pour cause d'épuisement nerveux et de conflit d'agenda avec Mermaids (1990), obligeant Coppola à interrompre le tournage trois semaines pour lui trouver une remplaçante.

Le rôle de Mary a finalement été confié à Sofia Coppola, la fille du réalisateur, décision qui a suscité de vives critiques et des accusations de népotisme ; enfant, elle avait déjà joué le nourrisson Michael Rizzi dans Le Parrain et une petite immigrante dans Le Parrain 2e partie.

Frank Sinatra, mécontent de la façon dont Mario Puzo avait dépeint le personnage de Johnny Fontane dans le roman original, avait accepté de jouer Don Altobello, mais son emploi du temps ne collait pas avec le tournage et le rôle est finalement allé à Eli Wallach.

Le rôle de Connie Corleone est tenu par Talia Shire, la propre sœur de Francis Ford Coppola ; d'autres membres de la famille Coppola apparaissent en figuration, dont sa mère Italia, son père Carmine, son oncle Anton et sa petite-fille Gia.

Le tournage a débuté fin novembre 1989 avec six semaines de prises de vue aux studios Cinecittà en Italie, avec des scènes tournées à Rome et Caprarola, puis a repris au printemps 1990 en Sicile (Palerme, Taormina, Forza d'Agrò) après l'interruption liée au départ de Winona Ryder, période durant laquelle Coppola a dû déclarer faillite (Chapter 11) en raison de ses dettes.

Coppola a retardé la production en n'ayant pas d'idée définitive pour la fin du film, qu'il n'a trouvée que deux mois avant sa sortie en salles.

L'intrigue s'inspire librement d'événements réels : la mort du pape Jean-Paul Ier en 1978 et l'effondrement de la Banco Ambrosiano en 1982, le personnage de Frederick Keinszig reprenant le destin et l'apparence de Roberto Calvi, retrouvé pendu sous un pont à Londres.

Le personnage de Don Licio Lucchesi est largement perçu comme inspiré de Giulio Andreotti, sept fois président du Conseil italien ; la réplique 'Il potere logora chi non ce l'ha' prononcée avant son meurtre est une citation attribuée à Andreotti.

Carmine Coppola, le père de Francis Ford Coppola, a écrit et dirigé une grande partie de la musique du film, comme il l'avait fait pour Le Parrain 2e partie.

Le jour de sa sortie, le 25 décembre, le film a généré 6 millions de dollars de recettes, un record pour un jour de Noël qui a tenu sept ans jusqu'à ce que Titanic le batte en 1997.

Sofia Coppola a remporté deux Razzie Awards, celui de la pire actrice dans un second rôle et celui de la pire nouvelle venue, pour sa performance dans le film.

En 2020, pour le 30e anniversaire du film, Coppola a sorti un remontage intitulé The Godfather Coda: The Death of Michael Corleone, qu'il considère plus fidèle à sa vision originale ; cette version déplace la scène de rencontre au Vatican en ouverture du film et remplace la mort de Michael par un fondu au noir sur une citation sicilienne.

Après l'accueil mitigé du troisième film, un quatrième volet a été envisagé avant la mort de Mario Puzo, avec un scénario prévoyant le retour de Robert De Niro en jeune Vito Corleone et Leonardo DiCaprio dans le rôle d'un jeune Sonny Corleone ; ce projet n'a jamais vu le jour mais a inspiré le roman The Family Corleone publié en 2012.