La partecipazione di Jet Li si è limitata alla sequenza d'apertura del film a causa di conflitti di programmazione con Flying Swords of Dragon Gate, richiedendo che le sue scene d'interno fossero girate separatamente a Hong Kong.
Liam Hemsworth era stato originariamente scritturato per un ruolo simile nel primo film di Expendables, ma la sua parte è stata tagliata dalla sceneggiatura; Stallone è rimasto in contatto con lui e gli ha offerto il ruolo di Billy the Kid nel seguito.
Jean-Claude Van Damme ha rifiutato un ruolo nel film Expendables originale prima di accettare di recitare il cattivo Vilain nel seguito.
Scott Adkins era stato offerto un ruolo nel primo film di Expendables ma lo ha rifiutato per realizzare Undisputed III: Redemption, unendosi successivamente al seguito come Hector.
Arnold Schwarzenegger ha girato tutte le sue scene per il ruolo ampliato di Trench in soli quattro giorni.
Il personaggio Chuck Norris, Booker, è nominato come omaggio al suo ruolo John T. Booker nel film del 1978 Good Guys Wear Black, e una battuta su di lui che sopravvive a un morso di cobra fa riferimento ai satirici meme internet 'Chuck Norris facts'.
Il tennista Novak Djokovic ha girato una comparsa cameo come se stesso dopo essere stato invitato dal produttore Avi Lerner, ma le sue scene sono state infine tagliate dal film finito.
Diversi attori erano stati considerati o in trattative per i ruoli prima di ritirarsi, tra cui Mickey Rourke (riprendendo Tool), Donnie Yen (che ha rifiutato perché ha trovato il ruolo poco interessante), Nicolas Cage, John Travolta, Antonio Banderas e Jackie Chan (che ha citato conflitti di programmazione con CZ12).
Durante le riprese della second unit di un'esplosione di una barca in scena presso il Bacino di Ognyanovo vicino a Sofia, lo stuntman Kun Liu è stato ucciso e un altro stuntman, Nuo Sun, è rimasto gravemente ferito, subendo in seguito un'operazione di cinque ore.
La famiglia di Kun Liu ha intentato una causa per morte ingiusta contro i produttori e il coordinatore degli stunt Chad Stahelski, adducendo condizioni di sicurezza insufficienti; il film finito include una dedica alla memoria di Liu.
Per le riprese presso la Grotta di Devetashka, i produttori hanno speso circa 408.762 dollari per ricostruire un ponte di 114 metri sul fiume Osam, utilizzando solo le colonne di cemento originali, e i Nu Boyana Film Studios hanno successivamente regalato il ponte ricostruito alla Bulgaria.
La produzione è stata multata dalle autorità ambientali bulgare per aver illegalmente rimosso arbusti e alberi vicino alla Grotta di Devetashka, e gli ambientalisti hanno successivamente segnalato che la popolazione di pipistrelli della grotta era diminuita fino al 75%, portando a un'indagine ufficiale e una sentenza del tribunale che l'equipaggio aveva violato la sua licenza di ripresa.
Stallone aveva originariamente pianificato affinché il film ricevesse una valutazione PG-13 su richiesta di Chuck Norris, che non gradiva il turpiloquio nella sceneggiatura, ma il film finito è stato infine classificato R.
Poiché il film è finito classificato R dopo essere stato girato nello stile PG-13 con colpi di arma da fuoco senza sangue 'dust-hit', il sangue, decapitazioni, eviscerazione e arti recisi sono stati aggiunti digitalmente in post-produzione.
L'interno della Grotta di Devetashka visto nel film è quasi interamente una ricreazione digitale, costruita da oltre 5.000 fotografie di riferimento per evitare il danno ambientale che le riprese di esplosioni reali nella grotta avrebbero causato.
La sequenza d'apertura del film, intesa a raffigurare il Sud-Est asiatico tropicale, è stata effettivamente girata in Bulgaria durante l'inverno, richiedendo oltre 340 effetti digitali per rimuovere la neve e gli alberi decidui e sostituirli con vegetazione tropicale.
Un acquario pratico pieno di vere anguille per la scena d'apertura ha dovuto essere completamente sostituito con anguille create digitalmente (ingrandite tre volte rispetto alle vere anguille dei fiumi del Sud-Est asiatico) dopo che i pesci veri erano morti e affondati.
L'incidente aereo nella grotta era originariamente previsto utilizzando un modello in miniatura in scala 1/3 dell'aereo con apertura alare di 90 piedi, ma i vincoli di programmazione hanno forzato l'intera sequenza a essere resa digitalmente invece.
Jean-Claude Van Damme deliberatamente ha mantenuto le distanze dal resto del cast e della troupe durante le riprese in Bulgaria al fine di rimanere nel personaggio del cattivo.
Van Damme era insoddisfatto dello scontro finale originariamente sceneggiato contro il personaggio di Stallone, che vedeva il suo personaggio fuggire dopo solo una breve confrontazione, quindi ha ridisegnato la scena di lotta con l'approvazione di Stallone per renderla più lunga.
La colonna sonora include la canzone 'You Don't Want to Fight with Me' eseguita da Frank Stallone, il fratello minore di Sylvester Stallone.
In Cina, il film ha incassato circa 54 milioni di dollari nei suoi primi 35 giorni, rendendolo l'ottavo film più grosso incasso del 2012 in quel mercato e superando sia The Dark Knight Rises che The Amazing Spider-Man in quel mercato.
Il rilascio in Blu-ray di The Expendables 2 è stato il primo rilascio di film a supportare il formato di suono surround DTS Neo:X a 11.1 canali.
