Le roman de William Peter Blatty s'est mal vendu au départ, mais a grimpé au sommet de la liste des best-sellers du New York Times après que Blatty ait discuté de l'existence du diable dans l'émission The Dick Cavett Show.

Blatty a eu du mal à faire adapter le roman avant sa publication ; une offre modeste de Lew Grade a échoué en raison de l'insistance de Blatty à produire le film, et un partenariat de co-production avec Paul Monash s'est effondré quand Blatty a découvert que Monash tentait de prendre le contrôle du film.

Les studios ont d'abord envisagé des vedettes majeures pour les rôles principaux, notamment Audrey Hepburn, Anne Bancroft et Jane Fonda pour Chris, et Jack Nicholson ou Paul Newman pour Karras, avant que des acteurs relativement inconnus, Ellen Burstyn, Jason Miller et Linda Blair, ne soient choisis, contre les souhaits des studios.

Jason Miller a été engagé dans le rôle du père Karras après que Friedkin lui ait donné le roman suite à une représentation théâtrale ; Miller, qui avait étudié pour la prêtrise jésuite et avait vécu une crise spirituelle similaire à celle de Karras, a dit à Friedkin « C'est moi », et le studio a dû acheter la rupture du contrat de l'acteur déjà signé Stacy Keach.

Linda Blair a été engagée après s'être présentée sans annonce avec sa mère ; lors de son entrevue, elle a candidement décrit la scène de masturbation du film et a demandé à Friedkin s'il avait déjà masturbé, ce qui l'a convaincu de sa personnalité naturelle et non précoce.

Mercedes McCambridge a prêté sa voix au démon Pazuzu, mangeant des œufs crus, buvant du whisky et fumant la chaîne pour rendre sa voix plus rauque, mais Warner Bros. l'a d'abord laissée sans crédit jusqu'à ce qu'un arbitrage de la Screen Actors Guild force son inclusion dans la plupart des copies.

La cascadeuse Eileen Dietz, 15 ans plus âgée que Blair, a effectué beaucoup des scènes de possession les plus violentes ou troublantes du film en tant que doublure de Blair et est le visage vu comme le démon en gros plans, bien qu'un différend soit survenu sur le temps d'écran réel qu'elle avait.

Le tournage a eu lieu en Irak près de Mossoul à une époque où les États-Unis et l'Irak n'avaient pas de relations diplomatiques, forçant Friedkin à négocier directement avec les autorités locales du Baas, qui lui ont demandé d'embaucher et de former une équipe locale ; les températures diurnes ont atteint 130 °F, limitant le tournage à l'aube et au crépuscule.

Pour obtenir une respiration visible pendant les scènes d'exorcisme, un système de réfrigération de 50 000 dollars a refroidi l'ensemble de la chambre à -20 °F, mais l'éclairage de l'ensemble a réchauffé l'air si rapidement que le tournage a été limité à des rafales de trois minutes, et la scène entière a pris un mois à tourner.

Friedkin a manipulé les acteurs pour obtenir des réactions authentiques, notamment en giflant le père William O'Malley avant une prise, en tirant des coups de feu à blanc sans avertissement pour surprendre Jason Miller, et en répétant secrètement l'effet de vomissure pour qu'il frappe la poitrine de Miller avant de le rediriger vers son visage lors de la vraie prise.

La production a subi de nombreux incidents alimentant la croyance en une malédiction : un incendie causé par un oiseau qui a volé dans un disjoncteur a détruit la plupart des décors de la maison, une statue de Pazuzu de 10 pieds a été envoyée par erreur à Hong Kong au lieu de l'Irak, et plusieurs membres de la distribution et de l'équipe ont décédé ou ont été blessés pendant le tournage, dont les acteurs Jack MacGowran et Vasiliki Maliaros.

Ellen Burstyn a souffert d'une blessure permanente à la colonne vertébrale après avoir été projetée vers l'arrière dans une cascade utilisée dans le film final, et Linda Blair s'est fracturé la vertèbre lombaire inférieure après avoir été trop mal attachée au harnais du lit oscillant, développant une scoliose à vie et une aversion au froid après le tournage dans l'ensemble réfrigéré.

L'effet de tête tournante célèbre a été réalisé à l'aide d'un mannequin animé réaliste grandeur nature de Regan construit par le maquilleur Dick Smith et le superviseur des effets Marcel Vercoutere, complet avec une gorge à base de préservatif qui pourrait se gonfler et un tube pour une respiration simulée.

Le maquilleur Dick Smith a passé quatre heures chaque matin à vieillir Max von Sydow d'environ 30 ans pour le rôle du père Merrin, un effet si convaincant que la critique Pauline Kael l'a appelé l'un des travaux de vieillissement les plus convaincants qu'elle ait vus.

Le plan emblématique du père Merrin arrivant dans le brouillard sous un réverbère a été inspiré par le tableau Empire of Light de René Magritte et a nécessité de retirer le faux cadre de fenêtre de la maison pour cacher un projecteur entre celui-ci et la vraie fenêtre ; Friedkin a été satisfait de la première prise malgré le vent violent menaçant l'effet de brouillard.

La cascade de marche d'araignée a été effectuée par la gymnaste Ann Miles sans le harnais spécial conçu pour cela, mais Friedkin a coupé la scène avant la sortie ; son existence a été débattue par les fans pendant des années jusqu'à ce que le critique Mark Kermode trouve le matériel dans les archives de Warner Bros. et qu'il soit restauré pour la version longue de 2000.

Certains spectateurs se sont évanouis ou ont vomi lors des projections, particulièrement lors de la scène d'angiographie réaliste, et le contenu troublant du film a conduit plusieurs villes à tenter des interdictions ou à restreindre l'accès aux enfants malgré sa classification R.

L'Exorciste est devenu le premier film d'horreur nominé pour l'Academy Award du meilleur film, recevant dix nominations au total, et a remporté le prix de la meilleure adaptation d'un scénario et du meilleur son ; c'était le film d'horreur classé R ayant le plus gros succès au box-office jusqu'à ce que It le dépasse en 2017.