Mike Myers a créé le personnage d'Austin Powers pour le faux groupe de rock des années 1960 Ming Tea, monté avec Matthew Sweet et Susanna Hoffs après son passage au Saturday Night Live.

Myers a expliqué que le film était un hommage à son père, décédé en 1991, qui lui avait fait découvrir James Bond, Peter Sellers, les Beatles, The Goodies, Peter Cook et Dudley Moore. L'idée du film lui serait aussi venue en entendant à la radio la chanson «The Look of Love» de Burt Bacharach, elle-même tirée du film parodique de James Bond avec Peter Sellers, Casino Royale.

Myers n'avait pas prévu au départ de jouer plusieurs rôles et voulait confier le personnage du Dr Denfer à Jim Carrey, qui était intéressé mais a dû décliner à cause d'un conflit d'emploi du temps avec le tournage de Menteur, menteur.

Rhea Perlman a refusé le rôle de Frau Farbissina et Colin Quinn celui de Scott Evil ; les deux ont ensuite exprimé des regrets d'avoir décliné le film.

Myers a choisi Robert Wagner et Michael York pour des rôles secondaires en raison de leur notoriété dans la culture de la fin des années 1960 ; le succès du film a relancé la carrière des deux acteurs.

Myers a estimé que 30 à 40 % du film avait été improvisé sur le plateau.

Le tournage s'est déroulé en Californie (Universal Studios, une usine de traitement des eaux usées, Paramount Studios, Agua Dulce, Los Angeles Center Studios, Santa Clarita) ainsi qu'à Las Vegas et ses environs, notamment sur le Strip, au Riviera, à l'Imperial Palace, au Stardust et dans la Valley of Fire.

Le générique musical du film, «Soul Bossa Nova», est une reprise d'un thème de Quincy Jones issu de son album Big Band Bossa Nova sorti en 1962.

Le Docteur Denfer s'inspire fortement d'Ernst Stavro Blofeld, notamment de son apparence dans On ne vit que deux fois, avec son chat blanc angora et sa veste à col Mao, ainsi que du personnage du Dr No.

Le personnage d'Austin Powers s'inspire du photographe Thomas du film Blow-Up (1966), notamment dans la scène de shooting photo du début.

Le nom d'Alotta Fagina reprend le même jeu de mots argotique que celui de Pussy Galore dans Goldfinger, et la scène de leur rencontre avec Austin Powers est calquée sur la scène équivalente de ce film de James Bond.

Les faibles recettes du film au Royaume-Uni ont été en partie attribuées à la mort de la princesse Diana, survenue en août 1997 juste avant la sortie britannique du film en septembre.

Malgré des débuts modestes en salles, le film a connu un grand succès en vidéo, devenant la cassette VHS la plus vendue de l'année 1998 aux États-Unis et le 10e film le plus loué de cette même année.

Daniel Craig, interprète de James Bond de 2006 à 2021, a attribué à la franchise Austin Powers le ton plus sérieux adopté par les films Bond ultérieurs, expliquant en 2014 que Mike Myers avait rendu «impossible» de reprendre les gags que la saga parodiait.

L'acteur Joe Son, qui interprète le tueur Random Task, a été condamné à la prison à vie en 2011 pour un viol avec actes de barbarie commis en 1990, après avoir été identifié par son ADN en 2008, puis inculpé en octobre 2011 pour le meurtre de son codétenu.