Film4 Productions a acquis les droits d'adaptation du roman d'Alice Sebold en mai 2000, avant même que le manuscrit ne soit terminé, et a engagé la réalisatrice Lynne Ramsay et la société de production d'Aimee Peyronnet Seaside deux ans avant la publication du livre.

Lynne Ramsay avait à l'origine écrit et était censée réaliser l'adaptation, mais a finalement été écartée du projet parce que Film4 voulait une version plus fidèle au roman ; son scénario dépeignait les scènes du paradis de Susie comme étant purement le fruit de l'imagination de son père, et le père devenait ami avec le tueur sans le soupçonner.

Peter Jackson, Fran Walsh et Philippa Boyens ont entamé des négociations pour développer le projet en avril 2004, et Jackson a finalement demandé un budget de 65 millions de dollars avant que le film ne soit vendu à DreamWorks pour 70 millions de dollars.

Ryan Gosling avait été initialement distribué dans le rôle de Jack Salmon et avait pris du poids et laissé pousser sa barbe pour le rôle sans en discuter avec Jackson, mais il a été renvoyé le jour où le tournage était censé commencer et remplacé par Mark Wahlberg.

Saoirse Ronan, âgée de 14 ans à l'époque, et sa famille hésitaient initialement à ce qu'elle accepte le rôle en raison de son sujet sombre, mais ont accepté après une rencontre avec Peter Jackson.

Stanley Tucci s'est préparé pour son rôle de tueur en série George Harvey en regardant des documentaires et en lisant des livres du profileur criminel John E. Douglas, malgré les exhortations de sa femme Kate à ne pas prendre ce rôle parce qu'elle trouvait le matériel trop bouleversant.

Peter Jackson a distribué des actrices relativement inconnues Rose McIver et Carolyn Dando précisément pour les garder méconnues du public ; Dando travaillait comme serveuse quand elle a été engagée après une recherche mondiale.

Le tournage principal a commencé en octobre 2007, avec quelques semaines de tournage dans les comtés de Pennsylvanie incluant Delaware, Chester et Montgomery, tandis que la plupart du travail en studio s'est déroulé aux Stone Street Studios en Nouvelle-Zélande.

Après que les publics de test aient dit que la scène de mort du méchant n'était pas assez violente, Jackson a tourné de nouvelles séquences en novembre 2009, tout en essayant de maintenir le film dans la classification PG-13 pour atteindre le plus large public possible.

Brian Eno a été suggéré à Jackson par Fran Walsh, une admiratrice de son travail ; Jackson n'avait l'intention d'utiliser que deux des premières pistes d'Eno pour l'atmosphère des années 1970, mais a été surpris quand Eno a proposé de composer la bande sonore entière lui-même.

Pour la chanson de fin du film, Eno a exhumé une démo qu'il avait originellement enregistrée en 1973 et s'est réuni avec la chanteuse originale pour finalement la terminer pour le film, plaisantant en disant que la chanson était « finalement terminée en 2008 ».

Pour créer la version du paradis de Susie située en 1973, Jackson a examiné les archives de l'émission de télévision The Partridge Family pour référence visuelle.

Le British Board of Film Classification a reçu 24 objections contre la classification 12A du film, plus de plaintes que pour tout autre film en 2010, avec des spectateurs comparant certaines scènes à celles de films d'horreur classés « 18 ».