Nel marzo 2002 Paramount Pictures e Alan Ladd Jr. opzionarono il romanzo di Dennis Lehane pensando a un potenziale franchise con Ben Affleck nel ruolo di protagonista Patrick Kenzie.

Nel 2005 il progetto passò dalla Paramount alla Touchstone Pictures, con Affleck che scelse di dirigere il film senza recitarvi, segnando il suo ritorno alla scrittura dopo una serie di flop come Surviving Christmas, Gigli e Jersey Girl.

Alan Ladd Jr., nell'assumere Affleck come sceneggiatore e regista, citò l'esempio di altri attori diventati registi di successo come Ron Howard e Mel Gibson, sostenendo che gli attori hanno un'ottima capacità di visione registica.

Casey Affleck e Michelle Monaghan furono scritturati nel febbraio 2006, mentre Morgan Freeman entrò in trattative finali per unirsi al cast nel maggio dello stesso anno.

Le riprese si sono svolte principalmente a South Boston e in altre location di Boston, tra cui le ex cave di Quincy Quarries, con numerose comparse reclutate tra i passanti del quartiere.

Gone Baby Gone è stato l'ultimo film distribuito dalla Ladd Company prima della sua chiusura, avvenuta il 19 dicembre 2007.

L'uscita britannica del film, prevista per il 28 dicembre 2007, fu rinviata al 6 giugno 2008 a causa della somiglianza della trama con la scomparsa di Madeleine McCann; per lo stesso motivo l'uscita in Malesia fu posticipata dopo il rapimento e l'omicidio dell'ottenne Nurin Jazlin.

La performance di Amy Ryan le è valsa una candidatura all'Oscar come miglior attrice non protagonista, oltre a premi come il Broadcast Film Critics Association Award e il National Board of Review Award.