À l'exception de Tilda Swinton, premier choix évident pour incarner la Sorcière blanche, le casting fut un processus long : Andrew Adamson a visionné 2 500 cassettes d'audition et rencontré 1 800 enfants avant de retenir les quatre acteurs jouant les Pevensie.

William Moseley a battu 3 000 garçons pour décrocher le rôle de Peter et a quitté l'école pour apprendre l'intégralité de ses répliques ; il avait été repéré par la directrice de casting car elle l'avait déjà engagé comme figurant dans Cider with Rosie en 1998.

Michelle Pfeiffer s'est vu proposer le rôle de la Sorcière blanche mais a dû décliner pour des raisons familiales ; ce fut la seule star hollywoodienne contactée pour un rôle du film. Tilda Swinton avait par ailleurs déjà refusé le rôle de Sibylle Trelawney dans Harry Potter et le Prisonnier d'Azkaban.

Le rôle du professeur Digory Kirke devait à l'origine être confié à Marlon Brando, mais l'acteur est décédé en 2004 quelques mois avant le tournage de ses scènes ; Jim Broadbent a finalement repris le rôle.

Brian Cox avait d'abord été choisi pour être la voix d'Aslan en décembre 2004, mais Andrew Adamson a changé d'avis et Liam Neeson, qui recherchait activement le rôle, a été annoncé à sa place en juillet 2005.

La voix de Skandar Keynes (Edmund) a mué pendant le tournage, obligeant à faire redoubler une partie de ses dialogues par sa sœur Soumaya.

Dans les années 1990, Frank Marshall et Kathleen Kennedy avaient envisagé une adaptation, mais leur projet de situer l'histoire à l'époque moderne avait déplu à Douglas Gresham, beau-fils de C. S. Lewis, qui s'y est opposé.

Le film devait initialement être développé chez Paramount avec une intrigue transposée aux États-Unis, mais le succès de Harry Potter à l'école des sorciers a convaincu les producteurs qu'une adaptation fidèle, située en Grande-Bretagne, était possible ; c'est finalement Disney qui a repris le projet.

Guillermo del Toro a refusé de réaliser le film en raison de son engagement sur Le Labyrinthe de Pan ; Andrew Adamson, fan de la saga, a obtenu le poste après avoir remporté un Oscar pour Shrek et rédigé un traitement de 20 pages basé sur ses souvenirs du livre.

La couleur des cheveux de la Sorcière blanche devait à l'origine être noire pour coller au roman, mais les enfants du superviseur maquillage Howard Berger, en visite sur le tournage, ont suggéré de les rendre blonds car la perruque noire paraissait trop gothique.

Les créatures conçues par Weta Workshop devaient initialement être réalisées en images numériques ; lorsque Howard Berger et son équipe KNB FX ont repris les effets pratiques, ils ont dû passer trois mois à retravailler les designs pour les adapter à l'animatronique.

Le tournage a débuté en Nouvelle-Zélande le 28 juin 2004, dans un ordre presque chronologique, choix d'Andrew Adamson pour que la maturation des jeunes acteurs suive naturellement celle de leurs personnages.

Georgie Henley et Skandar Keynes n'ont jamais vu le décor de Narnia avant de tourner les scènes où leurs personnages y pénètrent pour la première fois, et Henley n'avait pas non plus vu James McAvoy dans son costume de M. Tumnus avant leur scène commune, afin que leurs réactions soient authentiques.

Les producteurs avaient demandé l'autorisation d'importer douze rennes en Nouvelle-Zélande pour tirer le traîneau de la Sorcière blanche, mais le ministère de l'Agriculture a refusé à cause du risque de fièvre Q ; des rennes animatroniques ont donc été fabriqués, avec des peaux interchangeables brunes ou blanches selon le personnage.

Dix loups et hybrides loups ont en revanche été autorisés pour le tournage à Auckland, contrairement aux rennes vivants qui avaient été refusés.

La chanson comique « Lazy Sunday », sketch du Saturday Night Live parodiant le rap et évoquant une sortie au cinéma pour voir Narnia, est devenue virale sur YouTube (lancé la même année) et a contribué à populariser le site, qui n'était encore qu'à ses débuts.

Le film a remporté l'Oscar des meilleurs maquillages et a été nommé pour le son et les effets visuels ; il a aussi reçu le BAFTA du meilleur maquillage et coiffure.

Le DVD du film a été le DVD le plus vendu en Amérique du Nord en 2006, écoulant quatre millions d'exemplaires dès son premier jour de sortie et dépassant Harry Potter et la Coupe de feu.