Coppola non voleva inizialmente girare un terzo capitolo, ritenendo che i primi due film avessero già raccontato l'intera saga di Michael Corleone; accettò solo per via della disastrosa situazione finanziaria causata dal flop del suo film musicale Un sogno lungo un giorno (1982).

Nel corso di oltre dieci anni furono scartate numerose sceneggiature e trattamenti, tra cui una in cui la CIA e la mafia collaboravano per assassinare un dittatore costaricano, e un'altra in cui il figlio Anthony ereditava l'impero criminale diventando persino agente della CIA.

Coppola e Mario Puzo avrebbero voluto intitolare il film 'The Death of Michael Corleone', concependolo come un epilogo alla saga e ispirandosi a Re Lear di Shakespeare, ma la Paramount Pictures rifiutò questo titolo.

Robert Duvall rifiutò di riprendere il ruolo di Tom Hagen perché non gli fu offerto un cachet paragonabile ai 6 milioni di dollari pagati ad Al Pacino; Coppola dovette quindi riscrivere la sceneggiatura facendo morire il personaggio prima dell'inizio della storia e creando il nuovo ruolo di B.J. Harrison per George Hamilton.

Julia Roberts fu inizialmente scelta per il ruolo di Mary Corleone ma abbandonò per gli impegni con Pretty Woman; anche Madonna fece un provino ma fu giudicata troppo matura una volta scritturato Andy García, mentre Rebecca Schaeffer fu assassinata da uno stalker proprio il giorno in cui doveva incontrare Coppola per un'audizione.

Winona Ryder fu scritturata nel ruolo di Mary Corleone e iniziò le riprese, ma abbandonò dopo poche settimane per esaurimento nervoso e altri impegni; fu sostituita dalla figlia di Coppola, Sofia, scelta che generò accuse di nepotismo verso il regista.

Andy García ottenne il ruolo di Vincent Mancini battendo la concorrenza di Alec Baldwin e Robert De Niro, mentre Frank Sinatra, inizialmente interessato al ruolo di Don Altobello, dovette rinunciare per incompatibilità di calendario e la parte andò a Eli Wallach.

Sofia Coppola era già apparsa da neonata come il piccolo Michael Rizzi nella scena battesimo/omicidio de Il Padrino, e come bambina immigrata ne Il Padrino Parte II; anche altri familiari di Coppola, tra cui i genitori Italia e Carmine, appaiono in piccoli camei nel film.

Le riprese principali si svolsero tra la fine del 1989 e l'inizio del 1990 tra gli studi di Cinecittà, Roma, Caprarola, la Sicilia (Palermo, Taormina, Forza d'Agrò) e New York; la produzione fu ritardata di tre settimane a causa del collasso fisico di Winona Ryder, proprio mentre Coppola era costretto a dichiarare bancarotta secondo il Chapter 11.

Coppola continuò a riscrivere e modificare il film durante le riprese in Italia, ritardando ulteriormente la produzione, e secondo alcune fonti non trovò un finale definitivo se non due mesi prima dell'uscita nelle sale.

Il personaggio del cardinale Lamberto, che diventa Papa Giovanni Paolo I, e la sua morte improvvisa si ispirano liberamente alla vicenda storica del vero Papa Giovanni Paolo I, morto dopo un brevissimo pontificato nel 1978.

Il banchiere svizzero Frederick Keinszig, trovato impiccato sotto un ponte, rispecchia il destino e l'aspetto di Roberto Calvi, il banchiere del Banco Ambrosiano trovato impiccato sotto il Blackfriars Bridge di Londra nel 1982; il suo cognome deriva da quello di Manuela Kleinszig, fidanzata di un uomo accusato dell'omicidio di Calvi.

Il personaggio di Licio Lucchesi è ampiamente considerato ispirato al politico italiano Giulio Andreotti, e la battuta pronunciata da Calò prima di ucciderlo, 'Il potere logora chi non ce l'ha', è una frase storicamente attribuita ad Andreotti.

Il film incassò 6 milioni di dollari il giorno di Natale, un record che rimase imbattuto per sette anni fino al superamento da parte di Titanic nel 1997.

Sofia Coppola vinse due Razzie Awards, per Peggior Attrice Non Protagonista e Peggiore Nuova Stella, mentre il film ottenne sette candidature agli Oscar senza vincerne nessuna, risultando l'unico capitolo della trilogia a non aggiudicarsi il premio per il Miglior Film.

Nel 2020, in occasione del 30° anniversario, Coppola pubblicò una versione rimontata intitolata The Godfather Coda: The Death of Michael Corleone, ritenuta più vicina alla sua visione originale; tra le modifiche principali vi fu lo spostamento della scena dell'incontro in Vaticano all'inizio del film e un nuovo finale che omette la morte esplicita di Michael.