Orson Welles a été envisagé pour incarner Goldfinger, mais ses exigences financières étaient trop élevées ; Theodore Bikel et Titos Vandis ont également auditionné pour le rôle.

Gert Fröbe a été choisi après que les producteurs ont vu sa performance de pédophile dans le film allemand It Happened in Broad Daylight (1958). Comme il parlait peu anglais et disait ses répliques trop lentement, il a été redoublé par l'acteur Michael Collins, sauf lors de la scène de réunion avec la mafia où sa vraie voix est audible.

Joan Collins s'était vu proposer le rôle de Jill Masterson mais l'a refusé car elle était enceinte ; c'est finalement Shirley Eaton qui l'a obtenu, à condition que la nudité soit traitée avec pudeur. L'application de la peinture dorée sur son corps prenait une heure et demie.

Honor Blackman a été choisie pour incarner Pussy Galore en raison de son rôle de judokate dans The Avengers, ce qui a conduit à réécrire le scénario pour faire aussi de Pussy Galore une experte en judo. Les producteurs ont envisagé de renommer le personnage 'Kitty Galore' pour la censure américaine, mais ont finalement convaincu le censeur lors d'un dîner en évoquant leur soutien au parti républicain.

Harold Sakata, médaillé d'argent olympique en haltérophilie, a été choisi pour jouer Oddjob après que le réalisateur Guy Hamilton l'a vu dans une émission de catch. Lors du tournage de sa scène de mort par électrocution, Sakata a été réellement brûlé mais a continué à tenir son chapeau jusqu'à ce que le réalisateur crie 'Coupez!'.

Austin Willis devait initialement jouer Felix Leiter mais a échangé son rôle avec Cec Linder au dernier moment pour interpréter M. Simmons.

Sean Connery n'a jamais tourné à Miami car il tournait simultanément Marnie ailleurs aux États-Unis ; ses scènes miamiennes ont été filmées sur un plateau de Pinewood Studios.

Pour des raisons de sécurité, l'équipe n'a pas été autorisée à filmer à l'intérieur ou à proximité du dépôt de lingots de Fort Knox ; le décor des intérieurs a été entièrement imaginé et construit à Pinewood par Ken Adam, qui n'avait pu que survoler le site en avion une fois. Le décor s'est révélé si réaliste qu'un gardien a dû surveiller les lingots factices 24h/24 pour éviter qu'on les vole.

Le tournage a duré dix-neuf semaines, du 20 janvier au 11 juillet 1964, entre les États-Unis, l'Angleterre et la Suisse ; la route derrière les studios de Pinewood utilisée pour la scène de poursuite en Aston Martin a depuis été renommée 'Goldfinger Avenue'.

Les lasers n'existaient pas encore sous forme industrielle puissante à l'époque du tournage ; dans le roman, Goldfinger utilisait une scie circulaire, mais les scénaristes ont préféré un laser pour moderniser l'histoire. Pour les gros plans où le faisceau découpe le métal, un technicien chauffait la plaque avec un chalumeau par-dessous la table.

L'Aston Martin DB5 a été choisie par le décorateur Ken Adam car c'était le modèle le plus récent de la marque ; les gadgets (plaque d'immatriculation rotative, siège éjectable, etc.) ont été suggérés par toute l'équipe, notamment le siège éjectable proposé par le beau-fils de Broccoli, Michael G. Wilson, après l'avoir vu à la télévision.

La chanson-titre 'Goldfinger', composée par John Barry avec des paroles d'Anthony Newley et Leslie Bricusse, a été interprétée par Shirley Bassey et inaugure la tradition des chansons de générique pop dans la saga Bond ; elle inclut une jeune session de Jimmy Page et John Paul Jones.

Le film a été temporairement interdit en Israël en raison des liens de Gert Fröbe avec le parti nazi ; l'interdiction a été levée après qu'une famille juive a publiquement remercié Fröbe de les avoir protégés de la persécution pendant la Seconde Guerre mondiale.

Goldfinger a été inscrit au Guinness Book of World Records comme le film ayant rapporté de l'argent le plus rapidement de l'histoire à l'époque, avec 10,3 millions de dollars engrangés en 14 semaines aux États-Unis, et son budget de 3 millions de dollars a été rentabilisé en seulement deux semaines.

Le nom de famille du gangster 'Solo' a ensuite été réutilisé par Ian Fleming pour créer le personnage de Napoleon Solo dans la série télévisée américaine The Man from U.N.C.L.E., ce qui a conduit les producteurs de Bond à menacer Fleming d'un procès et à le forcer à se retirer du projet.