Il romanzo da cui è tratto il film fu regalato a Guillermo del Toro nel 1992 da Ron Perlman, prima ancora che il regista vedesse il film del 1947 con Tyrone Power.

Del Toro considera Nightmare Alley un adattamento autonomo del romanzo di William Lindsay Gresham e non un remake del film del 1947, ed è il primo suo film privo di elementi soprannaturali.

Il ruolo di Stan fu inizialmente offerto a Leonardo DiCaprio, che entrò in trattative nell'aprile 2019, ma fu poi sostituito da Bradley Cooper a giugno dello stesso anno.

Anche Jennifer Lawrence fu in trattative per il ruolo della dottoressa Lilith Ritter, poi assegnato a Cate Blanchett.

David Strathairn è entrato nel cast in sostituzione di Michael Shannon, che aveva dovuto abbandonare il progetto per conflitti di programmazione.

Romina Power, figlia dell'attore Tyrone Power (protagonista del film del 1947), compare in un cameo non accreditato come spettatrice dello spettacolo di Stanton.

Le riprese iniziarono nel gennaio 2020 a Toronto e furono girate in parte a Buffalo, dove per alcune scene esterne fu necessario usare neve finta, nonostante la città sia nota per le sue abbondanti nevicate invernali.

Bradley Cooper ha rivelato che la troupe girò la seconda metà del film prima della prima, a causa di problemi di programmazione legati a lui stesso, che si era appena trasferito a New York.

Nel marzo 2020 Guillermo del Toro decise personalmente di interrompere le riprese una settimana prima del lockdown generale del settore a causa della pandemia di COVID-19, evitando così contagi tra cast e troupe.

Al momento dello stop era stato girato circa il 45% del film; durante la pausa del Toro scrisse una guida di 80 pagine sulle precauzioni di sicurezza da adottare alla ripresa delle riprese, poi riprese a settembre 2020 e concluse a dicembre dello stesso anno.

Alexandre Desplat, già collaboratore di del Toro in The Shape of Water, era stato inizialmente annunciato come compositore, ma dovette abbandonare per conflitti di programmazione e fu sostituito da Nathan Johnson.

Del Toro ha deciso di realizzare anche una versione in bianco e nero del film, intitolata Vision in Darkness and Light, dopo aver rivisto durante il lockdown una scena tra Bradley Cooper e Cate Blanchett e aver pensato che sarebbe stata perfetta senza colori.

Il regista Martin Scorsese scrisse un saggio sul Los Angeles Times invitando il pubblico a vedere il film, definendolo più fedele allo spirito del noir classico rispetto a molti omaggi realizzati negli anni.

Nonostante quattro candidature agli Oscar, tra cui miglior film, la pellicola fu un flop al botteghino, incassando 39,6 milioni di dollari a fronte di un budget di 60 milioni.