Le film s'inspire d'un article intitulé « Top Guns » d'Ehud Yonay, publié en 1983 dans le magazine California, qui décrivait la vie des pilotes de chasse à la Naval Air Station Miramar surnommée « Fightertown USA ».

Plusieurs scénaristes auraient refusé le projet avant que Jerry Bruckheimer et Don Simpson n'engagent Jim Cash et Jack Epps Jr., dont la première version du script, très différente du résultat final, n'avait pas convaincu les producteurs.

David Cronenberg et John Carpenter ont été approchés pour réaliser le film mais ont tous deux décliné ; Tony Scott a finalement été engagé sur la foi d'une publicité qu'il avait réalisée pour Saab, montrant une voiture faisant la course avec un avion de chasse Viggen.

Matthew Modine a refusé le rôle de Maverick car il jugeait le film trop favorable à l'armée sur le plan politique, et a préféré tourner Full Metal Jacket ; Emilio Estevez, Patrick Swayze, Sean Penn, Rob Lowe, Charlie Sheen, Michael J. Fox et Ralph Macchio avaient aussi été envisagés pour le rôle.

Tom Cruise, alors en tournage de Legend à Londres, était réticent à accepter le rôle, mais s'est laissé convaincre par Ridley Scott, frère du réalisateur Tony Scott.

Val Kilmer a accepté le rôle d'Iceman malgré sa réticence, trouvant le scénario « ridicule » et n'appréciant pas le militarisme du film, mais y était contractuellement obligé par le studio.

Brooke Shields, Demi Moore et Julianne Phillips avaient été envisagées pour le rôle de Charlie ; Julianne Phillips devait même passer un bout d'essai face à Tom Cruise.

La marine américaine a exigé plusieurs modifications du scénario en échange de son soutien : le combat aérien d'ouverture a été déplacé en eaux internationales plutôt qu'à Cuba, le langage a été édulcoré, une scène de crash sur le pont d'un porte-avions a été supprimée, et le personnage de Charlie est devenu une civile plutôt qu'une militaire enrôlée, pour éviter le sujet de la fraternisation entre officiers et sous-officiers.

Le tournage a commencé à Oceanside en Californie le 26 juin 1985, puis s'est poursuivi à Miramar avec l'aide de la Navy, qui a mis à disposition les avions et équipages de l'escadre aérienne CVW-15.

Paramount payait jusqu'à 7 800 dollars de l'heure pour le carburant et les frais d'exploitation des avions militaires utilisés hors de leurs missions habituelles.

Lors d'une prise de vue au coucher de soleil, le commandant du porte-avions a changé de cap, modifiant la lumière ; Tony Scott a alors écrit un chèque de 25 000 dollars pour que le navire reprenne sa route initiale et continuer à filmer cinq minutes de plus.

Le futur astronaute de la NASA Scott Altman, alors pilote de F-14 stationné à Miramar, a participé aux cascades aériennes du film, notamment la scène du doigt d'honneur et celle où l'avion frôle la tour de contrôle, ce qui a provoqué des appels inquiets d'habitants pensant à un pilote devenu fou.

Les avions ennemis fictifs MiG-28 étaient en réalité des Northrop F-5, et le film a été tourné en format Super 35 car les objectifs anamorphiques étaient trop volumineux pour tenir dans les cockpits des avions de chasse.

Le célèbre pilote de voltige Art Scholl, engagé pour filmer des prises de vue aériennes, est mort en tentant de réaliser une vrille à plat prévue au scénario ; ni son corps ni son avion n'ont été retrouvés, et le film lui a été dédié.

Kelly McGillis, qui tournait en parallèle Made in Heaven avec les cheveux bruns, a dû cacher sa couleur de cheveux lors des reshoots de Top Gun, notamment en portant une casquette dans une scène d'ascenseur, et devait rester pieds nus pour ne pas dépasser la taille de Tom Cruise.

Les scènes du bar-restaurant Kansas City Barbeque à San Diego, où Goose et Maverick chantent 'Great Balls of Fire', ont été tournées en juillet 1985 ; un incendie de cuisine en 2008 a détruit une partie des souvenirs du film conservés par le restaurant, mais le piano original a survécu.

Bryan Adams a été envisagé pour la bande originale mais a refusé, estimant que le film glorifiait la guerre ; le groupe Toto devait à l'origine enregistrer 'Danger Zone' et avait aussi composé une chanson intitulée 'Only You', mais un différend juridique a écarté le groupe au profit de Kenny Loggins.

Le film a battu des records sur le marché naissant de la VHS, devenant le film le plus vendu en précommande de l'histoire avec plus de 1,9 million d'unités avant sa sortie le 11 mars 1987, pour un total final de 2,9 millions d'exemplaires vendus.

Le producteur John Davis a comparé le film à un spot de recrutement pour la Navy, qui installait des stands de recrutement dans certains cinémas ; le film est aussi crédité d'avoir inspiré la pilote japonaise Misa Matsushima, devenue la première femme pilote de chasse du Japon après avoir vu le film enfant.