Les tentatives d'adaptation du roman de Ludlum ont commencé en 1981, Warner Bros. envisageant une version réalisée par Jack Clayton et mettant en vedette Burt Reynolds, qui n'a jamais avancé parce que Reynolds n'était pas intéressé ; une adaptation télévisée a été diffusée sur ABC en 1988 à la place.
Le réalisateur Doug Liman, fervent admirateur du roman, a décidé de développer le film vers la fin de la production de son film précédent Swingers en 1996, mais a dû attendre des années pour que les droits reviennent de Warner Bros.
Le scénariste Tony Gilroy n'a pas aimé initialement les romans de Ludlum et a rejeté le projet, qualifiant un brouillon antérieur de David Self de film du type « énorme quinze-hommes-sur-le-métro », avant d'accepter de réécrire le scénario en ne gardant que la prémisse centrale d'un tueur amnésique.
Le personnage d'Alexander Conklin et la représentation du programme Treadstone ont été inspirés par les mémoires du père du réalisateur Doug Liman, Arthur L. Liman, sur son rôle de conseiller en chef dans l'enquête du Sénat sur l'Iran-Contra, Conklin s'inspirant en partie des souvenirs d'Oliver North.
Parce que Carlos le Chacal avait été capturé et emprisonné dans la réalité en 1994, il ne pouvait pas être utilisé comme le méchant du film comme dans le roman, ce qui a amené Gilroy à inventer Treadstone et Conklin comme principaux antagonistes à la place.
En raison des préoccupations concernant la réception du film après les attentats du 11 septembre, le producteur Frank Marshall a tourné une fin alternative où Ward Abbott propose de ramener Bourne dans la CIA, mais elle a été coupée de la sortie cinéthéâtrale pour être trop différente sur le plan tonal.
Avant que Matt Damon soit engagé, Doug Liman a approché Brad Pitt (qui a refusé pour tenir la vedette dans Spy Game), ainsi que Russell Crowe, Arnold Schwarzenegger, Tom Cruise et Sylvester Stallone pour le rôle de Jason Bourne.
Sarah Polley était initialement destinée au rôle de Marie, mais après qu'elle ait refusé et que Franka Potente soit choisie à la place, le personnage a été réécrit, passant d'une économiste canadienne à une drifteuse allemande.
Matt Damon a suivi trois mois de formation intensive en cascades, maniement d'armes, boxe et en eskrima, l'art martial philippin, avec le coordonnateur des cascades Nick Powell, et a effectué de nombreuses de ses propres cascades, notamment l'escalade des murs de la maison sûre près de la conclusion du film.
William Blake Herron a été appelé à réécrire le scénario de Tony Gilroy avec plus d'action, mais la plupart de ses changements ont été abandonnés après que Matt Damon ait menacé de quitter le rôle s'ils étaient utilisés ; Herron a quand même reçu un crédit d'écriture pour la scène d'ouverture qu'il a écrite.
Liman a insisté pour tourner à Paris plutôt que l'option moins chère de Montréal, même si cela signifiait que l'équipage largement francophone ne pouvait pas comprendre les acteurs et le réalisateur anglophones.
Le producteur original Richard N. Gladstein a quitté la production au début en raison de la grossesse de sa femme, causant des retards jusqu'à ce que Frank Marshall le remplace.
Des reprises et des réécritures intensives en fin de production ont repoussé la date de sortie de septembre 2001 à juin 2002 et ont dépassé le budget initial de 60 millions de dollars de 8 millions de dollars, Gilroy envoyant par fax les réécritures du scénario pendant le tournage.
Après de mauvaises réactions du public lors des projections de test, le studio a poussé pour une fin à Paris plus riche en action impliquant une grande explosion, mais cette fin a finalement été coupée parce que le studio a jugé qu'une explosion était inappropriée après le 11 septembre.
Liman a souvent opéré la caméra lui-même pendant le tournage pour créer une connexion plus intime avec les acteurs et le matériau, une habitude de son passé de cinéaste indépendant.
La célèbre course-poursuite à Paris a été tournée principalement par une unité de seconde équipe dirigée par le réalisateur Alexander Witt utilisant diverses lieux déconnectés dans la ville, montés ensemble pour créer l'illusion d'un voyage continu ; Liman a admis « quiconque connaît vraiment Paris trouverait cela illogique ».
Les scènes tournées au consulat américain ont utilisé de véritables gardes de sécurité des Marines américains jouant les rôles de gardes du consulat.
Le compositeur Carter Burwell a d'abord enregistré une partition orchestrale traditionnelle pour le film, mais le réalisateur Doug Liman l'a rejetée ; John Powell a été appelé par la suite et, étant donné qu'une grande partie du budget musical avait déjà été dépensée, a d'abord conçu une partition largement non orchestrale utilisant des percussions, des guitares et de l'électronique, ajoutant ultérieurement des cordes pour une qualité cinématographique.
La sortie en DVD du film a surpassé Harry Potter and the Sorcerer's Stone pour les plus hauts revenus de location de DVD, générant 22,7 millions de dollars, un record qu'il a conservé pendant sept mois jusqu'à ce que The Lord of the Rings: The Two Towers le dépasse en août 2003.
