La série s'est arrêtée sur décision de France 3 et non par choix des producteurs, le dernier épisode ayant été diffusé le 27 novembre 2021.

À partir de l'épisode 23, l'équipe d'enquêteurs déménage de Bordeaux à Lyon, changeant ainsi le cadre géographique de la série.

Le personnage d'Axelle Ferrano, interprété par Marie Mouté durant la saison 1, a été écarté dès la saison 2 au profit de Valentine Duteil (Gaëlle Bona) : Francis Perrin a expliqué que ce personnage 'alourdissait l'ambiance générale' et qu'il fallait apporter une note de légèreté à la série.

Le producteur Vassili Clert a assumé pleinement ce changement de casting, déclarant vouloir reconstruire artistiquement la série autour de Francis Perrin car le rôle de Marie Mouté 'était trop lourd et ne collait plus'.

Un épisode crossover réunit Mongeville et une autre série policière de France 3, Commissaire Magellan, permettant de retrouver à l'écran Francis Perrin et Jacques Spiesser, qui n'avaient plus joué ensemble depuis le film La Gifle de Claude Pinoteau sorti en 1974.

Le deuxième crossover avec Commissaire Magellan est la seule fois depuis le début de la saison 2 où le juge Mongeville n'est pas accompagné du capitaine Duteil ; Gaëlle Bona n'est d'ailleurs pas créditée au générique de cet épisode.

La série a été tournée dans de nombreux lieux emblématiques comme l'Abbatiale Sainte-Croix de Bordeaux, l'Opéra de Lyon, le château de Montaigne à Saint-Michel-de-Montaigne, l'abbaye de Fontfroide, ou encore la réserve ornithologique de Braud-et-Saint-Louis.

Plusieurs incohérences de continuité ont été relevées par les téléspectateurs, comme un acteur apparaissant avec le même âge dans une scène censée se dérouler dans le passé, ou un personnage arrêté pour homicide réapparaissant libre quelques épisodes plus tard sans explication.