L'idea del libro di Nicholas Pileggi nacque quando l'autore lesse un articolo del 1980 del Las Vegas Sun su una lite domestica tra Frank "Lefty" Rosenthal e sua moglie Geri McGee, proprio mentre terminavano le riprese di Quei bravi ragazzi.

Il fittizio casinò Tangiers è ispirato allo Stardust Resort and Casino, acquistato nel 1974 dalla Argent Corporation con prestiti del fondo pensioni dei Teamsters; nei sei anni successivi vennero sottratti tra 7 e 15 milioni di dollari tramite bilance manomesse, la più grande operazione di scrematura mai scoperta dall'FBI.

Pileggi voleva pubblicare prima il libro e poi pensare al film, ma fu Scorsese a convincerlo a invertire l'ordine, sviluppando prima la sceneggiatura.

Scorsese e Pileggi lavorarono alla sceneggiatura per cinque mesi verso la fine del 1994, rimodellando personaggi reali come Frank Rosenthal, Geri McGee, Anthony Spilotro, suo fratello Michael e il boss Joseph Aiuppa, e trasferendo parte della vicenda a Kansas City invece che a Chicago per motivi legali, dovendo così usare la formula "adattato da una storia vera" invece di "basato su una storia vera".

La sequenza di apertura originariamente prevista mostrava Sam Rothstein litigare con la moglie Ginger sul prato di casa; ritenuta troppo dettagliata, fu sostituita con l'esplosione dell'auto di Sam e il suo corpo che vola in slow motion sopra le fiamme, come un'anima destinata all'inferno.

Il vero Frank Rosenthal inizialmente si rifiutò di collaborare con Pileggi, ma accettò dopo aver saputo che Robert De Niro avrebbe interpretato il personaggio ispirato a lui e dopo un colloquio diretto con l'attore.

Sharon Stone rischiò di perdere la parte di Ginger: dopo un primo incontro andato male e un secondo mancato per un guasto del treno di Scorsese, l'attrice rifiutò un terzo provino pensando di non essere voluta, finché fu lo stesso regista a rincorrerla in un ristorante per convincerla a fare l'audizione.

Fu Sharon Stone a proporre il drastico cambio di look di Ginger nella seconda parte del film, immaginando il personaggio con capelli corti e un seno vistosamente rifatto tramite protesi.

Il vero mafioso pentito Frank Cullotta, che ispirò il personaggio di Frank Marino, fu consulente tecnico del film e interpretò anche un sicario sullo schermo; inizialmente si dispiacque che il suo alter ego partecipasse all'omicidio dei fratelli Santoro, ma Scorsese lo convinse spiegando che Nicky potesse essere attirato alla morte solo da un amico di cui si fidava.

Nella scena dell'omicidio con Alan King, Cullotta stava insegnando all'attore come si uccide nell'ambiente mafioso, ma non fu soddisfatto della sua performance: Scorsese decise allora di far sparare direttamente Cullotta stesso al posto dell'attore.

Don Rickles, noto principalmente come comico, aveva recitato solo in due film drammatici prima di Casinò, che rappresentò per lui il primo ruolo completamente drammatico.

Le riprese durarono 100 giorni e Scorsese le definì difficili, principalmente perché le location erano numerose e in ognuna si girava una scena breve, mentre paradossalmente le scene lunghe risultarono più semplici da realizzare.

Le riprese all'interno del vero casinò Riviera, usato per ricreare il Tangiers, si svolgevano di notte dalla mezzanotte alle otto del mattino, quando l'afflusso di clienti era minore, e il vicino Landmark Hotel dismesso fu usato come ingresso fittizio.

La scena dell'esplosione dell'auto di Sam fu girata tre volte; fu utilizzata la terza ripresa nel film finale.

Il turbante sulla cima del casinò Tangiers fu realizzato completamente in computer grafica.

Il titolo di testa del film, ultima opera del celebre designer Saul Bass, costò 11.316 dollari solo di produzione (escludendo i compensi dei coniugi Bass), a causa della complessità nel far combinare due esplosioni in una sequenza continua e nel calcolare con precisione la traiettoria di volo del corpo.

Il film fu inizialmente classificato NC-17 dalla MPAA per le scene di violenza grafica; furono effettuati vari tagli per ottenere una classificazione R.

Il film fu girato in formato Super 35 anziché in anamorfico per permettere un migliore adattamento alla trasmissione televisiva, una scelta di cui il direttore della fotografia Robert Richardson non fu soddisfatto, tanto da non riutilizzare quel formato fino a Kill Bill: Volume 1.

Il regista Martin Scorsese considera Casinò come una sorta di sequel indiretto di Quei bravi ragazzi, definendolo la Universal stessa come "un Quei bravi ragazzi su scala nazionale".

Il film aprì al quinto posto al box office nel weekend del Ringraziamento incassando 14,5 milioni di dollari, per poi totalizzare 116 milioni di dollari in tutto il mondo contro un budget di produzione di 40-50 milioni.