Il progetto fu messo in crisi dall'uscita del produttore Harry Saltzman, costretto a vendere la sua metà del franchise Bond nel 1975 per 20 milioni di sterline a causa di difficoltà finanziarie personali e della malattia terminale della moglie.

Ian Fleming aveva concesso a Eon Productions il diritto di usare solo il titolo del romanzo 'The Spy Who Loved Me', non la trama, obbligando gli sceneggiatori a inventare una storia completamente nuova.

Guy Hamilton, regista designato, abbandonò il progetto nel novembre 1975 per dirigere Superman, e Steven Spielberg, appena reduce da Jaws, propose a Broccoli di dirigere il film ma fu rifiutato; alla fine fu scelto Lewis Gilbert, già regista di 'You Only Live Twice'.

Numerosi sceneggiatori tra cui Stirling Silliphant, John Landis, Anthony Burgess e Gerry Anderson proposero trattamenti diversi, incluse trame con la SPECTRE, il Loch Ness, Singapore e persino un attentato al Papa, prima che Christopher Wood scrivesse la versione definitiva.

A causa di una disputa legale con Kevin McClory sui diritti di SPECTRE e Blofeld, Broccoli fece rimuovere ogni riferimento a questi elementi dalla sceneggiatura, e nel giugno 1976 McClory ottenne i diritti esclusivi su di essi.

Broccoli decise di includere il KGB come alleato di Bond dopo che un gruppo di russi, durante le riprese di 'The Blue Bird' in URSS, gli disse che i film di Bond non potevano essere distribuiti in patria perché troppo anti-russi.

Barbara Bach fu scritturata solo quattro giorni prima dell'inizio delle riprese principali e sostenne il provino pensando che le fosse destinato un ruolo secondario.

Catherine Deneuve avrebbe voluto interpretare la protagonista femminile ed era disposta ad abbassare il suo cachet da 400.000 a 250.000 dollari, ma Broccoli non offrì più di 80.000 dollari; furono considerate anche Marthe Keller, Dominique Sanda e Lois Chiles.

Per il ruolo di Jaws furono presi in considerazione Will Sampson, David Prowse e Jack O'Halloran prima di scegliere Richard Kiel.

Il personaggio di Jaws fu ideato su suggerimento di Broccoli, che voleva un villain con denti di metallo ispirato a un personaggio chiamato Sol 'Horror' Horowitz.

Il bambino che appare nella scena dell'emersione della Lotus dall'acqua è il figlio dell'attore Richard Kiel, e Vivian Kubrick, figlia del regista Stanley Kubrick, disegnò la dentiera d'acciaio del personaggio Squalo.

Per l'interno della superpetroliera fu costruito un nuovo studio di posa a Pinewood, il 007 Stage, costato 1,8 milioni di dollari, dotato di una vasca d'acqua capace di contenere circa 5.500.000 litri.

Il direttore della fotografia Claude Renoir, a causa della vista in peggioramento, non riusciva a illuminare efficacemente l'enorme set, così Stanley Kubrick visitò segretamente la produzione per dare consigli sull'illuminazione.

Lo stuntman Rick Sylvester fu pagato 30.000 dollari per il celebre salto con gli sci dal Monte Asgard, sull'isola di Baffin, uno stunt costato 500.000 dollari, il più costoso mai realizzato fino a quel momento in un film.

Un dipendente della Lotus, Don McLaughlan, parcheggiò di nascosto un prototipo di Lotus Esprit con i loghi coperti fuori dagli uffici Eon a Pinewood, spingendo la produzione a chiedere in prestito le due auto prototipo per le riprese.

Il pilota collaudatore della Lotus, Roger Becker, impressionò talmente la troupe con la sua guida durante uno spostamento tra le riprese che divenne lo stuntman ufficiale per le scene di inseguimento in Sardegna.

Per la trasformazione dell'auto in sottomarino furono usati sette modelli diversi, incluso uno completamente funzionante soprannominato 'Wet Nellie', e le bolle d'aria visibili erano create con compresse di Alka-Seltzer.

A causa di problemi di illuminazione, le riprese delle piramidi di Giza furono sostituite con miniature, mentre la Sfinge fu effettivamente girata sul posto.

L'assistente alla regia per le location italiane, Victor Tourjansky, appare in un cameo mentre beve vino quando la Lotus emerge dalla spiaggia; come scherzo ricorrente, tornò in ruoli simili in altri due film di Bond girati in Italia, Moonraker e For Your Eyes Only.

Marvin Hamlisch compose la colonna sonora sostituendo il veterano John Barry, non disponibile per lavorare nel Regno Unito per motivi fiscali; la canzone 'Nobody Does It Better' fu il primo tema musicale della serie con un titolo diverso da quello del film.

Durante una proiezione a cui assistette il Principe Carlo, la scena del paracadute con l'Union Jack suscitò una reazione così entusiasta che il pubblico si alzò in piedi, incluso lo stesso Principe Carlo.

Nel 2013 la Lotus Esprit sottomarina 'Wet Nellie' fu venduta all'asta a Londra per 616.000 sterline a Elon Musk, che dichiarò l'intenzione di trasformarla realmente in un veicolo funzionante sia su strada che sott'acqua.