Richard Maibaum a d'abord écrit plusieurs versions du scénario centrées sur la vengeance de Bond pour la mort de sa femme Tracy, avec le retour prévu d'Irma Bunt, de Marc-Ange Draco et de la chanson We Have All the Time in the World, avant que cette piste ne soit abandonnée.

Une version intermédiaire du scénario imaginait un frère jumeau d'Auric Goldfinger, homme d'affaires suédois armé d'un laser satellite dissimulé dans un pétrolier, une idée reprise d'une première ébauche d'Au service secret de Sa Majesté où Blofeld devait être le jumeau de Goldfinger avec le retour de Gert Fröbe.

Le personnage de Willard Whyte, inspiré de Howard Hughes, est né d'un rêve d'Albert Broccoli dans lequel son ami proche Hughes était remplacé par un imposteur.

Le scénariste Tom Mankiewicz a été engagé après que David Picker, président de United Artists, eut vu la comédie musicale Georgy qu'il avait écrite ; embauché initialement pour un essai de deux semaines, il est resté sur le film et plusieurs autres James Bond.

Dans une version antérieure du final, Blofeld s'échappait en mini-sous-marin poursuivi par Bond suspendu à un ballon météo, avant un combat à mort dans une mine de sel ; cette scène a finalement été remplacée par l'attaque de la plate-forme pétrolière.

Après le départ de George Lazenby, les producteurs ont envisagé de nombreux acteurs pour le rôle de Bond dont Clint Eastwood, Adam West, Burt Reynolds, Robert Wagner et même le chanteur Tom Jones, avant que United Artists n'impose le retour de Sean Connery moyennant un cachet record de 1,25 million de dollars.

John Gavin avait été engagé pour incarner Bond et a touché l'intégralité de son cachet sans tourner le film après que Connery a accepté de reprendre le rôle.

Sean Connery a utilisé son cachet pour fonder le Scottish International Education Trust, une bourse permettant aux artistes écossais de financer leurs projets sans quitter leur pays.

Michael Gambon a refusé une offre pour le rôle de Bond en expliquant à Broccoli qu'il était 'en très mauvaise forme physique'.

Charles Gray, qui incarne Blofeld, avait déjà joué dans la saga en interprétant l'allié de Bond Dikko Henderson dans On ne vit que deux fois (1967).

Jill St. John, devenue la première James Bond girl américaine, avait d'abord été pressentie pour le rôle secondaire de Plenty O'Toole avant d'obtenir le rôle principal de Tiffany Case sur recommandation de Sidney Korshak.

Le musicien Paul Williams devait initialement jouer Mr. Wint, mais un désaccord sur son cachet a conduit à son remplacement par Bruce Glover, qui a dit avoir été surpris d'être choisi car les producteurs cherchaient au départ un acteur au physique déformé façon Peter Lorre.

Le musicien de jazz Putter Smith a été invité par Harry Saltzman à interpréter Mr. Kidd après l'avoir vu jouer lors d'un concert du Thelonious Monk Band.

Une apparition de Sammy Davis Jr. à une table de roulette a été tournée mais coupée au montage final.

Le personnage de Miss Moneypenny n'était pas prévu initialement dans le scénario, notamment parce que Lois Maxwell réclamait une augmentation ; sa scène a été ajoutée en dernière minute une fois le désaccord réglé, et Maxwell et Connery ont tourné leurs répliques séparément.

C'est le premier film Bond tourné principalement aux États-Unis plutôt qu'au Royaume-Uni, une condition posée par Guy Hamilton après ses difficultés avec les syndicats lors du tournage de La Bataille d'Angleterre.

Le tournage à Las Vegas s'est déroulé principalement dans des hôtels appartenant à Howard Hughes, ami de Cubby Broccoli, qui a collaboré avec la police locale et l'association des commerçants pour vider les rues durant les prises de vues nocturnes.

Sean Connery a profité de son séjour à Las Vegas pour jouer au golf le jour, assister aux spectacles la nuit et jouer aux machines à sous, retardant même une scène de tournage pour récupérer ses gains.

Pendant le tournage à Las Vegas, Sean Connery est sorti avec ses partenaires de jeu Lana Wood et Jill St. John.

Pour la scène où Plenty O'Toole est retrouvée noyée dans la piscine, Lana Wood avait les pieds attachés à un bloc de béton au fond du bassin ; le sol en pente a fait couler le bloc plus profondément à chaque prise et l'actrice a fini submergée avant d'être repérée et secourue par l'équipe.

Pour la cascade de saut de voiture à Las Vegas, le cascadeur initialement engagé n'a pas réussi le saut et a détruit plusieurs voitures ; avec un seul véhicule restant, l'équipe a fait appel au cascadeur Bill Hickman, qui a réussi le saut en une seule prise.

Une erreur de continuité subsiste dans le film : lors de la poursuite où la Mustang roule sur deux roues dans une ruelle étroite, la voiture entre penchée sur son côté droit mais ressort penchée sur son côté gauche.

Le décorateur Ken Adam a visité plusieurs pompes funèbres de la région de Las Vegas pour s'inspirer du décor volontairement clinquant du funérarium Slumber, avec son mobilier Art Nouveau de mauvais goût et ses lampes Tiffany.

Le buggy lunaire, inspiré du rover de la NASA, a été construit par le fabricant de voitures customisées Dean Jeffries sur un châssis de Chevrolet Corvair à moteur arrière et pouvait rouler à des vitesses routières ; ses pneus en fibre de verre ont dû être remplacés en cours de tournage à cause de la chaleur et du sol désertique irrégulier.

Une scène originale prévoyait que Wint et Kidd tuent le Dr Tynan en lui forçant un scorpion dans la bouche, mais elle a été réécrite pour obtenir l'approbation de la censure britannique.

Ford a fourni les véhicules du film dans le cadre d'un accord de placement de produit, à la seule condition que Sean Connery conduise lui-même la Ford Mustang Mach 1 de 1971 servant de voiture à Tiffany Case.

John Barry a composé la musique pour la septième fois consécutive sur un film Bond, et Shirley Bassey interprète pour la deuxième fois une chanson-titre de la saga après Goldfinger en 1964.

Le nom du personnage Bert Saxby est un clin d'œil au producteur Albert R. Broccoli.

Le film a battu des records de recette pour United Artists, engrangeant plus de 36 millions de dollars en 31 jours d'exploitation aux États-Unis et au Canada, et est resté numéro un du box-office américain pendant sept semaines consécutives.