L'idea del film nacque nel 1941, quando il produttore William Alland, durante una cena legata alla lavorazione di Quarto potere (in cui interpretava il reporter Thompson), sentì dal direttore della fotografia messicano Gabriel Figueroa la leggenda amazzonica degli Yacuruna, esseri mezzo uomo e mezzo pesce.

Dieci anni dopo l'aneddoto di Figueroa, Alland scrisse gli appunti per una storia intitolata 'The Sea Monster', ispirandosi anche a La bella e la bestia; il soggetto fu poi ampliato da Maurice Zimm e riscritto da Harry Essex e Arthur Ross con il titolo The Black Lagoon.

Jack Arnold fu scelto come regista in formato 3D dopo il successo del film horror La maschera di cera (House of Wax) del 1953.

La creatura fu interpretata da due attori diversi: Ben Chapman per le scene sulla terraferma e Ricou Browning per le sequenze subacquee, entrambi non accreditati.

La designer Milicent Patrick, ex animatrice Disney, fu la principale ideatrice del volto e della testa del costume del Gill-man, ma il capo del reparto trucco Bud Westmore si attribuì per decenni tutto il merito della creazione, senza mai citarla durante la presentazione ufficiale alla stampa.

Il costume del mostro nacque da un lungo iter creativo: dopo 76 bozzetti diversi e otto mesi di sperimentazioni, furono realizzati vari costumi in lattice assemblati con cerniere lampo, per un costo complessivo di oltre 50.000 dollari dell'epoca.

Per Ben Chapman, alto 196 cm, fu creato un costume più grande e scuro, mentre per il subacqueo Ricou Browning uno più piccolo e chiaro; un terzo costume fu realizzato per lo stuntman Tom Hennessy per la sequenza in cui la creatura viene avvolta dalle fiamme.

Il costume rendeva impossibile per Ben Chapman sedersi durante le circa 14 ore al giorno in cui lo indossava e tendeva a surriscaldarsi, costringendolo a restare spesso nel lago degli studios chiedendo di essere bagnato con una manichetta.

La testa del costume limitava la visuale di Chapman al punto da fargli involontariamente sbattere la testa di Julie Adams contro la parete durante le scene nella grotta.

Ricou Browning, che interpretava la creatura nelle riprese subacquee girate a Wakulla Springs in Florida, dichiarò di poter trattenere il respiro fino a quattro minuti se restava immobile, ma solo circa due minuti quando doveva nuotare o combattere.

Gli esterni furono girati in Florida: le scene sulla terraferma a Cypress Gardens e le riprese in acqua a Crystal Springs (Wakulla Springs).

In Italia il film non fu distribuito nella versione tridimensionale per motivi di costi; negli anni settanta fu rimontato con la tecnica anaglifica, tecnicamente inferiore al 3D originale, per la distribuzione home video.

Guillermo del Toro, appassionato del film originale, fu incaricato nel 2002 di dirigere un remake con più focus sul punto di vista della creatura e una relazione romantica riuscita; dopo il rifiuto della Universal, trasformò l'idea nel film La forma dell'acqua (2017).

Una specie fossile, l'Eucritta melanolimnetes (che significa 'vera creatura dalla laguna nera'), è stata battezzata in omaggio al film.