George Lucas a imaginé le personnage dès 1973 après avoir vu une vieille affiche de film montrant un héros sautant d'un cheval à un camion, ce qui lui a rappelé les serials des années 1930-40 comme Zorro's Fighting Legion ou Spy Smasher.

Le personnage s'appelait à l'origine Indiana Smith, du nom du chien Malamute d'Alaska de Lucas ; c'est Spielberg qui a insisté pour changer le nom de famille en Jones, craignant une confusion avec le Nevada Smith de Steve McQueen.

C'est le scénariste Philip Kaufman qui a suggéré l'Arche d'alliance comme objet central de l'intrigue, en s'inspirant des théories de l'hématologue Raphael Isaacs sur la physique des miracles bibliques.

Lucas et Spielberg ont eu l'idée de relancer le projet lors de vacances à Hawaï en mai 1977, sur une plage près de l'hôtel Mauna Kea Beach, alors que Lucas redoutait l'échec de la sortie de Star Wars.

Tom Selleck avait été choisi pour incarner Indiana Jones, mais il a dû se retirer quelques semaines avant le tournage car la chaîne CBS a finalement décidé de produire la série Magnum, P.I. à laquelle il était contractuellement lié.

Klaus Kinski s'est vu proposer le rôle du Major Toht mais l'a refusé pour tourner le film d'horreur Venom (1981), mieux payé ; Ronald Lacey a finalement été choisi car il rappelait l'acteur Peter Lorre à Spielberg.

Danny DeVito était pressenti pour jouer Sallah mais n'a pas pu participer à cause d'un conflit d'emploi du temps avec sa sitcom Taxi et des exigences salariales de son agent.

Le tournage en Tunisie, censée représenter l'Égypte, a été l'une des pires expériences de Spielberg : les températures dépassaient souvent 54°C et plus de 150 membres de l'équipe ont contracté une dysenterie amibienne à cause de la nourriture locale.

La fille du réalisateur Stanley Kubrick, Vivian Kubrick, a appelé la RSPCA pour dénoncer le traitement des serpents utilisés dans la scène du Puits des Âmes, ce qui a interrompu le tournage le temps d'ajouter des mesures de sécurité.

Pour la scène du combat près de l'avion Flying Wing, le camion mobile a roulé sur le pied et vers le genou de Harrison Ford ; il a fallu 40 membres de l'équipe pour le déplacer, et Ford n'a pas été blessé grâce à la chaleur tunisienne rendant le pneu mou et au sable amortissant le sol.

Pour créer le bruit des serpents, le concepteur sonore Ben Burtt a mélangé l'enregistrement de ses mains plongées dans une casserole de fromage fondu et d'éponges mouillées frottées sur du grip tape ; le bruit du rocher qui roule est celui d'une Honda Civic dévalant une colline de gravier.

La fonte du visage du Major Toht a été réalisée par l'artiste Chris Walas à l'aide de couches de gélatine colorée posées sur un crâne en pierre résistant à la chaleur, filmées au ralenti pour donner l'impression d'un effet rapide à vitesse normale.

Malgré des sondages pré-sortie montrant peu d'intérêt du public, notamment comparé à Superman II, Raiders of the Lost Ark est devenu le film le plus rentable de l'année 1981, rapportant environ 354 millions de dollars dans le monde.