Il produttore Ronald Shusett acquisì nel 1974 i diritti cinematografici del racconto breve di 23 pagine 'We Can Remember It for You Wholesale' di Philip K. Dick per soli 1000 dollari.

Il progetto rimase bloccato per sedici anni in 'development hell': conobbe quaranta versioni di sceneggiatura, sette diversi registi e molteplici attori considerati per il ruolo di Quaid prima che il film uscisse nel 1990.

David Cronenberg elaborò dodici versioni della sceneggiatura nel 1984 e voleva William Hurt nel ruolo principale, ma alla fine abbandonò il progetto dopo conflitti con Shusett e il casting di Richard Dreyfuss nel ruolo di Quaid.

Prima che Arnold Schwarzenegger ottenesse la parte, furono considerati anche Christopher Reeve, Jeff Bridges, Harrison Ford e Patrick Swayze per il ruolo di Quaid; Swayze fu addirittura scritturato quando il regista Bruce Beresford stava lavorando a una versione in Australia, poco prima che la De Laurentiis Entertainment Group fallisse.

Arnold Schwarzenegger convinse Carolco Pictures a rilevare i diritti per 3 milioni di dollari dopo il fallimento della De Laurentiis Entertainment Group, ottenendo così come produttore esecutivo molta influenza sulle scelte della sceneggiatura, sul casting e sulla costruzione dei set.

Il regista Paul Verhoeven fu assunto dopo che Schwarzenegger rimase impressionato da RoboCop; Verhoeven aveva precedentemente rifiutato un'offerta di Shusett perché all'epoca non era fan della fantascienza.

Le riprese si svolsero quasi interamente in ordine cronologico per 20 settimane presso gli Estudios Churubusco a Città del Messico, con 43 attori e fino a 500 membri della troupe distribuiti su 45 set in dieci studi di registrazione.

Durante le riprese, il cast e la troupe soffrirono di inalazione di polvere e intossicazione alimentare dal cibo locale; Schwarzenegger, dopo una brutta esperienza durante Predator, fece portare il suo cibo dagli Stati Uniti.

Michael Ironside si ruppe lo sterno e si strapò due costole durante uno scontro con un collega attore che impugnava un'Uzi; per poter essere assicurato dovette fare cinquanta flessioni, dopo di che continuò a girare con un corsetto speciale del quarterback di football americano Jim Plunkett.

Schwarzenegger si tagliò il polso quando un esplosivo destinato a far volare in anticipo il vetro del treno non esplose, costringendolo a sfondare una vera finestra; la ferita fu nascosta sotto la sua giacca.

Gli effetti speciali furono realizzati principalmente in modo pratico con protesi e animatronica, poiché l'animazione computerizzata (CGI) all'epoca non era ancora adatta per immagini fotorealistiche; la CGI fu usata solo per la scena con la macchina a raggi X.

Il set del reattore alieno era uno dei più grandi e complessi set cinematografici mai costruiti e dovette essere eretto verticalmente per adattarsi nello studio con un soffitto alto soli 7,6 metri.

Il compositore Jerry Goldsmith registrò inizialmente la colonna sonora a Monaco perché i musicisti lì erano più economici, ma il risultato non soddisfece perché i musicisti non riuscirono a interpretare bene il suo stile; la colonna sonora fu successivamente registrata a Londra con la National Philharmonic Orchestra.

Il nome del personaggio Quail dalla storia originale fu cambiato in Quaid per evitare confusione con il vicepresidente americano dell'epoca Dan Quayle.

Total Recall vinse l'Oscar per i Migliori Effetti Visivi ed è stato nominato per il Miglior Suono e il Miglior Missaggio del Suono; ha vinto anche il Saturn Award per il Miglior Film di Fantascienza.