Lo sviluppo del progetto iniziò nel maggio 2010, subito dopo il successo al botteghino di Alice in Wonderland di Tim Burton, con un accordo a sette cifre per la sceneggiatrice Aline Brosh McKenna e il produttore Simon Kinberg.

Le prime bozze di McKenna proponevano una versione 'cappa e spada' della storia, con Cenerentola trasformata in una sorta di cavaliere indipendente, ma l'idea fu scartata perché lo studio voleva un approccio più riconoscibile e fedele alla fiaba classica.

Il regista originariamente scelto era Mark Romanek, che immaginava il film come 'Barry Lyndon ma con la magia'; dopo quindici mesi di lavoro fu licenziato nel gennaio 2013 per divergenze creative con la Disney, poiché la sua visione era troppo cupa rispetto a quanto voluto dallo studio.

Il ruolo di Cenerentola fu inizialmente offerto a Emma Watson, che rifiutò perché il personaggio non le apparteneva sul piano personale; l'attrice in seguito interpretò Belle nel live-action de La bella e la bestia.

Prima di essere scelta come protagonista, Lily James aveva fatto un provino per il ruolo della sorellastra Anastasia, ma fu la direttrice del casting a suggerirle di provare invece per Cenerentola.

Cate Blanchett fu la prima attrice a essere scritturata e, secondo la produttrice Allison Shearmur, fu sempre l'unica scelta possibile per interpretare Lady Tremaine, così come Helena Bonham Carter fu l'unica scelta per la Fata Madrina.

La scelta di Helena Bonham Carter come Fata Madrina è un omaggio a Verna Felton, doppiatrice del personaggio nel film animato del 1950, e richiama anche i ruoli di Bonham Carter come Regina di Cuori/Regina Rossa in Alice in Wonderland.

Durante le riprese della scena dell'abito da sposa, Lily James si avvicinò troppo a un riscaldatore elettrico e l'abito prese fuoco: dato che ne era stato realizzato solo uno per motivi di tempo e budget, lo strato superiore dovette essere rifatto.

Le scarpette di cristallo furono realizzate in collaborazione con Swarovski, che fornì oltre 1,7 milioni di cristalli per i costumi e 100 tiare per la scena del ballo; furono create cinque scarpette a grandezza naturale, ma nessuna indossabile, per cui quelle di scena vennero poi modificate digitalmente per farle sembrare di cristallo.

L'abito da ballo della protagonista fu realizzato in otto versioni diverse, ciascuna composta da oltre 270 metri di tessuto e 10.000 cristalli, richiedendo il lavoro di 18 sarti per 500 ore a esemplare.

L'abito della Fata Madrina, disegnato da Sandy Powell, era dotato di luci a batteria nascoste sotto la gonna, che secondo Helena Bonham Carter creavano problemi sul set perché le batterie si scaricavano rapidamente.

Il palazzo reale del film è quasi interamente generato al computer ma è stato modellato sullo Zwinger di Dresda, in Germania; le riprese si sono svolte tra Pinewood Studios, Hampton Court Palace, Blenheim Palace, Windsor Castle, Cliveden, Old Royal Naval College e Black Park.

Nella versione italiana del film, la cantante Arisa interpreta il brano 'Liberi', adattamento della canzone originale 'Strong'.