La sceneggiatura originale, intitolata 'Thrill Killers', fu scritta da Quentin Tarantino e venduta per 400.000 dollari, ma Oliver Stone e i suoi collaboratori la riscrissero così radicalmente che Tarantino chiese di essere accreditato solo per la storia, disconoscendo poi pubblicamente il film.

Tarantino aveva inizialmente ceduto un'opzione sul suo script ai produttori Jane Hamsher e Don Murphy per 10.000 dollari, dopo aver tentato invano di dirigerlo lui stesso con un budget di 500.000 dollari.

Oliver Stone cambiò progressivamente il tono del film da azione pura a farsa violenta sui media, influenzato da eventi reali come il caso O.J. Simpson, il caso dei fratelli Menendez, l'incidente Harding/Kerrigan, il pestaggio di Rodney King e l'assedio di Waco.

Secondo Oliver Stone, il tono violento del film fu influenzato anche dalla rabbia e dalla tristezza per la rottura del suo secondo matrimonio, oltre che dalla 'vitalità' del cinema indiano.

L'idea della sequenza degli omicidi lungo la Route 66 venne a Stone durante un sopralluogo per le location: sotto l'effetto di funghi allucinogeni, lui e la revisionista della sceneggiatura Deirdre Horgan guidarono in modo così distratto da attirare l'attenzione della polizia, e le riprese dell'inseguimento mostrano realmente un poliziotto che insegue l'auto di Stone.

Woody Harrelson, all'epoca noto soprattutto per il ruolo comico nella sitcom Cheers, fu scelto da Stone proprio per il suo aspetto 'trashy' americano, in controtendenza rispetto ai ruoli precedenti.

Stone cercò di convincere Juliette Lewis a mettere massa muscolare per il ruolo di Mallory per renderla più dura, ma l'attrice rifiutò perché voleva che il personaggio sembrasse un'oppressa, non una culturista.

Robert Downey Jr. si preparò al ruolo del giornalista Wayne Gale trascorrendo del tempo con il conduttore televisivo australiano Steve Dunleavy, e convinse poi Stone a fargli interpretare il personaggio con un accento australiano.

Rodney Dangerfield, comico noto principalmente per lo stand-up, interpretò il padre violentatore di Mallory e ottenne da Stone il permesso di riscrivere completamente le proprie battute.

Le riprese durarono 56 giorni e coinvolsero location come il Rio Grande Gorge Bridge vicino a Taos, in New Mexico, per la scena del matrimonio, e la Stateville Correctional Center di Joliet, Illinois, per la rivolta carceraria, dove per le prime due settimane furono usati veri detenuti come comparse armati di armi di gomma.

Secondo Tom Sizemore, durante le riprese nella prigione Oliver Stone faceva suonare musica tribale africana a volume altissimo tra un ciak e l'altro per mantenere alta l'energia frenetica sul set.

Durante una scena in cui Mallory reagisce violentamente al tentativo di violenza del detective Scagnetti, Juliette Lewis ruppe realmente il naso a Tom Sizemore, ma Stone non interruppe le riprese e gridò di continuare comunque.

Durante la ripresa della scena in soggettiva in cui Mallory corre contro una rete metallica, il direttore della fotografia Robert Richardson si ruppe un dito e il cameraman sostituto si tagliò un occhio.

Fu girato un finale alternativo in cui Mickey e Mallory venivano uccisi dal personaggio di Arliss Howard, ma Stone decise di non usarlo perché riteneva che negli anni '90 fosse il periodo in cui i cattivi la facevano franca.

La pubblicità dell'orso polare della Coca-Cola appare due volte nel film; secondo Stone, l'azienda approvò l'uso dello spot senza sapere di cosa trattasse realmente il film, e quando lo videro completato furono furiosi.

Il film utilizzò circa 18 formati diversi di pellicola e supporti (35mm, 16mm, 8mm, videocassette, super 8mm, ecc.) e il montaggio durò circa 11 mesi, arrivando a quasi 3.000 stacchi contro i 600-700 di un film medio.

La colonna sonora fu prodotta da Oliver Stone e Trent Reznor dei Nine Inch Nails, che avrebbe visto il film oltre 50 volte per 'entrare nel mood' e la realizzò mentre era in tour, componendo anche il brano inedito 'Burn'.

Secondo Stone, il titolo 'Natural Born Killers' fa riferimento al romanzo 'A sangue freddo' di Truman Capote, dove l'espressione viene usata per la prima volta.

La sequenza in stile sitcom sulla famiglia disfunzionale di Mallory, intitolata 'I Love Mallory', è una parodia di 'I Love Lucy'.

Il film incassò 110 milioni di dollari a fronte di un budget di 34 milioni, risultando un successo al botteghino nonostante recensioni polarizzate.

Nel 2006 Entertainment Weekly lo classificò come l'ottavo film più controverso della storia, e negli anni è stato accusato di aver ispirato diversi crimini emulativi, tra cui la sparatoria della Heath High School del 1997 e il massacro della Columbine High School, i cui autori usarono 'NBK' come nome in codice per il loro attacco.

Il film fu vietato in Irlanda e nelle Filippine, mentre nel Regno Unito l'uscita in sala fu ritardata per indagini su presunti crimini emulativi negli Stati Uniti e in Francia, per poi essere distribuito uncut con classificazione 18; l'uscita home video britannica del 1996 fu invece annullata a causa del massacro di Dunblane.

Dopo che Tarantino tentò di pubblicare la sua sceneggiatura originale come libro, i produttori del film gli fecero causa sostenendo che avesse rinunciato ai diritti di pubblicazione vendendo lo script, causa che Tarantino vinse riuscendo comunque a pubblicarla.