Il progetto doveva inizialmente essere un film con Scarlett Johansson protagonista, con riprese previste a metà 2007 su un budget di 25-30 milioni di dollari, ma dopo il suo abbandono il film rimase bloccato per anni nello sviluppo.

Saoirse Ronan fu annunciata nel ruolo di Maria Stuarda già il 9 agosto 2012, ma ci vollero altri cinque anni, fino al 21 aprile 2017, prima che Margot Robbie venisse scelta per interpretare Elisabetta I.

La regista Josie Rourke ha applicato il colour-blind casting, facendo interpretare a un attore di colore l'ambasciatore inglese Lord Thomas Randolph e rendendo di etnia mista il personaggio di David Rizzio, sebbene storicamente fosse piemontese e bianco; ha dichiarato di non voler dirigere un dramma in costume interamente bianco.

L'attore Alex Beckett, che interpreta Sir Walter Mildmay, è morto a 35 anni sette mesi prima dell'uscita del film, a cui la pellicola è dedicata in sua memoria.

Le riprese sono iniziate il 17 agosto 2017 in varie località del Regno Unito, inclusa la Scozia.

Margot Robbie e Saoirse Ronan hanno girato insieme una sola scena, alla fine delle riprese: la Robbie ha interpretato tutte le sue scene in Inghilterra mentre la Ronan ha girato in Scozia, rispecchiando il fatto che storicamente le due regine non si incontrarono mai.

Il compositore Max Richter ha creato una colonna sonora dal sapore moderno mescolata a sonorità del XVI secolo, con la regista che gli ha lasciato piena libertà creativa; il cor anglais rappresentava la voce di Maria, mentre percussioni e basso erano associati ai personaggi maschili e alle battaglie.

Il critico A.O. Scott del New York Times ha ironicamente commentato che gli studenti di storia scozzese potrebbero sorprendersi nello scoprire che il destino della nazione fu in parte deciso da un atto di cunnilingus, riferendosi alle critiche sull'eccessiva presenza di scene di sesso non storicamente accurate.