Ross Bagdasarian Jr. rêvait de réaliser un film en prises de vues réelles avec les Chipmunks depuis 1997, un projet qui a connu de nombreux rebondissements avant d'aboutir.

En 1997, Robert Zemeckis devait réaliser une adaptation live-action produite par Steven Spielberg pour Universal Pictures, mais le projet fut suspendu après qu'un procès de la succession de Ross Bagdasarian Sr. contre le studio en 2000, pour non-respect des licences des personnages.

Le rôle de Dave Seville a été proposé à de nombreuses stars avant Jason Lee, dont Chevy Chase, Tim Allen, John Travolta, Ben Stiller, Adam Sandler, Jim Carrey et Bill Murray ; en France, on précise que le rôle avait été initialement écrit pour John Travolta.

Patton Oswalt et Brian Posehn ont été approchés pour incarner Ian Hawke mais ont refusé avant que David Cross n'obtienne le rôle ; Oswalt a ensuite plaisanté en disant qu'ils avaient jeté le scénario à travers la pièce et que Cross l'avait attrapé, ce à quoi Cross a répondu qu'il avait lui-même d'abord refusé le rôle avant de se raviser.

Justin Long, Matthew Gray Gubler et Jesse McCartney remplacent Ross Bagdasarian Jr. et son épouse Janice Karman comme voix des Chipmunks pour les dialogues, ces derniers ayant doublé les personnages depuis la relance de la franchise ; Bagdasarian Jr. et Karman assurent toutefois encore les voix chantées.

Pour l'enregistrement des voix, les acteurs prononçaient leurs répliques lentement afin qu'elles soient accélérées en post-production ; Jesse McCartney a décrit ce procédé comme fastidieux, certaines répliques nécessitant jusqu'à 40 prises.

La maison de Dave Seville, construite aux studios Sunset Gower à Hollywood, contient plusieurs clins d'œil à la vie de Ross Bagdasarian Sr. : un piano droit similaire à celui qu'il utilisait pour composer, un motif floral qu'il avait peint, un numéro d'adresse incluant 1958 (année de création des Chipmunks), et une architecture inspirée d'un cottage construit en 1919, année de naissance de Bagdasarian.

Pour les scènes où les acteurs interagissaient avec les tamias, ils répétaient avec de petites peluches placées à l'endroit prévu pour les personnages, puis jouaient la scène de mémoire une fois les peluches retirées avant le tournage final.

L'animation des Chipmunks a été confiée à Rhythm & Hues Studios, qui a étudié de vrais tamias fournis par Universal Studios ainsi que toutes les versions précédentes des personnages pour concevoir des modèles en images de synthèse fidèles à leur essence tout en restant réalistes sans être de vrais tamias.

Pour animer les mouvements de danse des Chipmunks, l'équipe s'est basée sur des danseurs humains réels, et des vidéos YouTube de guitaristes célèbres ont influencé l'animation du jeu de guitare d'Alvin.

Lors de la scène où les Chipmunks perturbent le concert final, Alvin s'écrie « Yippee-ki-yay, pauvre con ! », référence directe à la célèbre réplique de John McClane (Bruce Willis) dans Piège de cristal.

Malgré des critiques mitigées à négatives (28% sur Rotten Tomatoes, score de 39/100 sur Metacritic), le film a rapporté 365 millions de dollars dans le monde pour un budget de 55 à 60 millions, devenant plus rentable que I Am Legend ou National Treasure: Book of Secrets sortis la même période.

La sortie du film en DVD et Blu-ray a permis d'écouler 7,5 millions d'unités aux États-Unis, en faisant le troisième DVD le plus vendu de 2008, derrière The Dark Knight et Iron Man.