Michael Bay portò il manoscritto del romanzo young adult a Stacey Snider e Steven Spielberg alla DreamWorks, scatenando una vera e propria guerra di offerte per i diritti cinematografici tra DreamWorks e J. J. Abrams, vinta poi da DreamWorks nel giugno 2009.

I diritti furono acquistati con la speranza di attrarre i fan adolescenti della saga di Twilight e con l'intenzione di avviare una vera e propria saga cinematografica, dato che l'editore del libro aveva già pianificato almeno altri sei capitoli.

Il film segnò la prima produzione DreamWorks Pictures distribuita da Touchstone Pictures, nell'ambito dell'accordo di distribuzione trentennale siglato nel 2009 tra DreamWorks e Walt Disney Studios Motion Pictures, ed era anche il primo film del rilancio finanziario dello studio dopo la ristrutturazione del 2008.

Sharlto Copley era stato scelto per interpretare Henri, il mentore alieno, ma dovette rinunciare per impegni promozionali legati al film The A-Team, e fu così sostituito da Timothy Olyphant.

Michael Bay, inizialmente produttore e possibile regista del progetto, decise di concentrarsi sulla regia del terzo capitolo di Transformers, lasciando la regia a D. J. Caruso, che ebbe meno di un anno per preparare, girare e montare il film a causa della data di uscita fissata per il weekend del Presidents Day.

Le riprese principali iniziarono il 17 maggio 2010 e si svolsero in 20 location nell'area metropolitana di Pittsburgh, scelta soprattutto per gli incentivi fiscali della Pennsylvania Film Production Tax Credit e per la precedente esperienza positiva dello studio con il film She's Out of My League.

La cittadina immaginaria di Paradise, Ohio, fu ricreata a Vandergrift, in Pennsylvania, scelta dai produttori come 'città protagonista' per il suo aspetto unico e le strade curve progettate da Frederick Law Olmsted, lo stesso architetto paesaggista di Central Park a New York.

La Franklin Regional High School di Murrysville fu selezionata tra oltre 50 scuole della zona per la vicinanza a un bosco utile alla trama, per le colline circostanti e per la sua struttura a un solo piano con corridoi larghi; per le scene di esplosioni fu invece costruita una replica della scuola in uno studio a Monroeville.

Le scene iniziali ambientate su una spiaggia della Florida furono girate a Big Pine Key, nelle Florida Keys, includendo anche il celebre ponte Seven Mile Bridge.

Gli effetti visivi per gli alieni Piken, le enormi creature simili a pipistrelli, furono sviluppati da Industrial Light & Magic.

La colonna sonora del film fu composta da Trevor Rabin, ex chitarrista della band rock progressive Yes.

Nonostante le recensioni generalmente negative (32% su Rotten Tomatoes e 36/100 su Metacritic), il film fu un successo commerciale, incassando quasi 150 milioni di dollari nel mondo a fronte di un budget di 50-59 milioni.

A causa dei risultati deludenti al botteghino rispetto alle aspettative, tutti i piani per un sequel diretto basato sul secondo libro, The Power of Six, furono cancellati; nel 2024 l'autore James Frey ha comunque confermato che il produttore Neal H. Moritz stava lavorando a un reboot della saga con gli stessi sceneggiatori Gough e Millar.