L'idea del film venne allo sceneggiatore australiano Duncan Kennedy dopo aver assistito a un attacco di squalo su una spiaggia vicino casa sua, evento che gli causò un incubo ricorrente in cui si trovava in un corridoio con squali capaci di leggere nel suo pensiero.

Il titolo originale scelto da Kennedy era 'Deep Red', poi cambiato in 'Deep Blue Sea'; la sceneggiatura fu venduta alla Warner Bros. nel 1994 ma lo sviluppo effettivo iniziò solo due anni dopo.

La prima bozza presentata dalla Warner era più incentrata su spionaggio militare e azione ad alta tecnologia con lanciagranate; gli sceneggiatori Donna e Wayne Powers la trasformarono per renderla più simile a un horror con personaggi operai disarmati contro gli squali.

Il produttore Akiva Goldsman effettuò riscritture finali non accreditate della sceneggiatura poco prima delle riprese.

Samuel L. Jackson fu inizialmente proposto per il ruolo del cuoco Preacher, ma il suo management non gradì l'idea che interpretasse un cuoco, così Renny Harlin creò appositamente per lui il personaggio del dirigente Russell Franklin.

Renny Harlin dovette convincere lo studio ad assumere il rapper LL Cool J per il ruolo di Preacher, volendo un personaggio capace di portare calore umano e umorismo senza scadere nella battuta facile.

Ispirandosi ad Alien, Harlin scelse di mescolare attori relativamente sconosciuti a una star affermata come Samuel L. Jackson, in modo che il pubblico non potesse prevedere chi sarebbe sopravvissuto e chi sarebbe morto.

Il film fu girato principalmente ai Fox Baja Studios di Rosarito, in Messico, utilizzando le enormi vasche d'acqua costruite in precedenza per il Titanic di James Cameron.

Per distinguersi dallo squalo di 25 piedi usato in Lo squalo, Harlin decise di costruire il suo squalo animatronico principale con una lunghezza di 26 piedi; per le riprese furono usati anche tre animatroni più piccoli, lunghi 15 piedi, per rappresentare gli squali di prima generazione.

Come omaggio a Lo squalo di Spielberg, la targa che Carter Blake estrae dai denti dello squalo è la stessa trovata nella carcassa dello squalo tigre nel film di Spielberg.

Dopo le riprese ai Fox Baja Studios, Harlin volle girare alle Bahamas con squali veri; l'attore Thomas Jane raccontò un'esperienza terrificante in cui, immerso a 30 piedi di profondità, gli venne strappato il boccaglio mentre l'acqua si tingeva di sangue e resti finti.

La scena in cui i personaggi tentano di tornare all'ascensore dopo aver agganciato Jim Whitlock all'elicottero nacque da un incidente reale sul set: tre tonnellate d'acqua caddero accidentalmente sul cast senza imbracature di sicurezza, e gli attori, travolti sulla passerella metallica, continuarono comunque a recitare.

Per il pappagallo di Preacher furono usati due esemplari diversi, poiché la produzione non poteva permettersi un solo pappagallo completamente addestrato: uno bravo a volare e l'altro capace di stare fermo sulla sua spalla.

Il finale del film fu cambiato poco prima dell'uscita nelle sale: originariamente la dottoressa Susan McAlester sopravviveva, ma il pubblico dei test screening la considerava la vera responsabile della tragedia, così la produzione girò in un solo giorno, nella vasca degli Universal Studios, una nuova scena in cui il personaggio muore divorato.

Nel 2019 una petizione di fan chiese alla Warner Bros. di rilasciare il finale originale mai distribuito, ottenendo il sostegno degli stessi Thomas Jane e Renny Harlin.

La scena in cui il personaggio di Samuel L. Jackson viene improvvisamente afferrato e divorato da uno squalo, nel bel mezzo di un discorso motivazionale, è stata più volte inserita in classifiche delle migliori morti cinematografiche di sempre.