Le film devait initialement sortir à l'automne 2003, mais Universal Pictures, qui détenait les droits de la pièce originale de Barrie et en préparait une adaptation la même année, a refusé que Miramax utilise des scènes de la pièce si Finding Neverland sortait en même temps. Miramax a accepté de repousser la sortie en échange du droit de reproduire des scènes de la production théâtrale dans le film.

Finding Neverland est finalement sorti en 2004, exactement 100 ans après la première représentation de la pièce Peter Pan de J. M. Barrie en 1904.

Le Richmond Theatre de Richmond upon Thames a servi de doublure pour le Duke of York's Theatre, le véritable lieu où Peter Pan fut présenté pour la première fois.

Les scènes extérieures ont été tournées à Hyde Park, au cimetière de Brompton et dans les jardins de Kensington, tandis que les intérieurs ont été filmés aux studios Pinewood dans le Buckinghamshire et aux studios Shepperton dans le Surrey.

Une courte séquence fantastique se déroulant dans l'Ouest américain a été tournée dans la ville western reconstituée de Laredo Wild West Town, dans le Kent, lors des scènes où Barrie joue avec les garçons Llewelyn Davies.

Dustin Hoffman avait déjà incarné le Capitaine Crochet dans Hook (1991) de Steven Spielberg ; le scénario prévoyait initialement une scène où son personnage, le producteur sceptique de la pièce, enfilerait le costume de Crochet pour se moquer de la pièce, mais Hoffman s'y est opposé et la scène a été réécrite pour qu'il se contente de lire et de ridiculiser les noms des personnages à voix haute.

La performance de Freddie Highmore dans Finding Neverland a incité Johnny Depp à le recommander à Tim Burton pour le rôle de Charlie Bucket dans Charlie et la Chocolaterie, où Depp interprétait Willy Wonka.

Eileen Essell, âgée de 82 ans au moment du tournage, y fait l'une de ses premières apparitions au cinéma ; elle retrouvera ensuite Johnny Depp dans Charlie et la Chocolaterie, comme Freddie Highmore, ce qui marque leur première collaboration commune avant celle de 2005.