Scorsese ontdekte het boek The Gangs of New York van Herbert Asbury uit 1928 in 1970 en zag in de portretten van criminelen uit de 19e eeuw het potentieel voor een Amerikaans epos over de strijd voor moderne democratie.
Scorsese verwierf in 1979 de filmrechten op het boek, maar het duurde twintig jaar ontwikkeling voordat de film in 1999 eindelijk in productie ging.
In de vroege fase van het project presenteerde Scorsese het concept aan scenarioschrijver Jay Cocks door hem te zeggen 'stel je het voor als een western in de ruimte', en het duo overwoog op een gegeven moment Malcolm McDowell voor de hoofdrol en wilden het verhaal omkaderen met citaten van Bruce Springsteen.
Het project sprong over de jaren heen tussen meerdere studios: Universal Pictures, vervolgens Disney (waarvan voorzitter Joe Roth het afwees als te gewelddadig voor een Disney-film), vervolgens Warner Bros., 20th Century Fox, Paramount en MGM, die het allemaal afwezen voordat Harvey Weinstein van Miramax het in 1999 uiteindelijk op zich nam.
Robert De Niro was op een bepaald moment ingesteld om Bill the Butcher te spelen tijdens een eerdere ontwikkelingsfase bij Universal Pictures in 1991.
Tijdens de lange productievertragingen van de film moesten acteurs Robert De Niro en Willem Dafoe beide de productie verlaten vanwege planningsconflicten met andere projecten.
Scenarioschrijver Jay Cocks werd door Scorsese ontslagen tijdens het proces van negen conceptversies om producent Harvey Weinstein tevreden te stellen, die ontevreden was met het shootingscript; Hossein Amini werd later ingehuurd om de laatste twee concepten te schrijven maar werd niet vermeld.
Omdat bijna niets in New York City nog op zijn uiterlijk uit de 19e eeuw leek, bouwde productieontwerpster Dante Ferretti meer dan een kilometer gerecreëerd Lower Manhattan uit het midden van de 19e eeuw, inclusief de Five Points-sloppenwijk, een stuk van de waterkant van de East River met twee volledig uitgewerkte zeilschepen, en replica's van Tammany Hall en een Chinees theater, allemaal op de buitenset van Cinecittà Studios in Rome.
Voor de Five Points-set recreëerde Ferretti het uiterlijk van het schilderij van George Catlin uit 1827 van het gebied.
De principale fotografie liep van 18 december 2000 tot 30 maart 2001, en botsende visies tussen Scorsese en producent Harvey Weinstein over de lengte van de film maakten de driejaar durende productie zelf tot een mediastory, waardoor de kosten 25 procent boven het oorspronkelijke budget tot meer dan 100 miljoen dollar stegen.
Stemcoach Tim Monich vermeed een generiek Iers accent en onderzocht in plaats daarvan onderscheidende regionale dialecten; hij bestudeerde een waxcylinderrecording uit 1892 van Walt Whitman die gedichten voordroeg, waarin Whitman 'Earth' uitsprak als 'Uth', om te helpen reconstrueren hoe inheemse 19e-eeuwse New Yorkers waarschijnlijk klonken, stellende dat zij waarschijnlijk het accent van een taxichauffeur uit Brooklyn uit het midden van de 20e eeuw gelijkend waren.
De release van de film werd meer dan een jaar uitgesteld, officieel vanwege gevoeligheden na de aanslagen van 11 september omdat de slotopname nog steeds de torens van het World Trade Center staand toont; filmmakers overwogen de torens digitaal te verwijderen of uit te lossen maar besloten uiteindelijk de opname ongewijzigd te laten.
Scorsese verklaarde later dat hij nog steeds pick-up-scènes draaide tot oktober 2002, wat in tegenspraak was met de officiële verklaring voor de vertraging van de film met betrekking tot 9/11, en hij overwoog naar verluidt na de moeilijke ervaring van het maken van de film met filmmaken te stoppen.
Een workprint-versie van de film die door criticus Jeffrey Wells eind 2001 werd bekeken was ongeveer 20 minuten langer dan de bioscoop cut en ontbeerde een voiceover; Scorsese zei naar verluidt tegen vrienden dat deze langere versie van meer dan drie uur degene was waar hij het gelukkigst mee was, ondanks zijn contractuele verplichting om een kortere versie aan Miramax af te leveren.
De oorspronkelijke release van de film was bedoeld voor 21 december 2001, om in aanmerking te komen voor de 74e Academy Awards, maar productievertragingen schoven het een volledig jaar naar achteren naar 20 december 2002.
De releasedatum werd verder bemoeilijkt door een planningsconflict met Leonardo DiCaprio's andere film, Catch Me If You Can; na onderhandelingen waarbij DiCaprio, Weinstein en DreamWorks' Jeffrey Katzenberg betrokken waren, werd de release van Gangs of New York met eerste kerstdag naar voren geschoven om te voorkomen dat de twee films direct tegen elkaar concurreerden.
Het personage Bill 'the Butcher' Cutting was geïnspireerd op William Poole, een werkelijk lid van de Bowery Boys, blote-knokkelvechtbokser en leider van de Know Nothing-politieke beweging, hoewel de echte Poole niet uit de Five Points kwam, bijna een decennium voor de Draft Riots werd vermoord, en niet bekend is dat hij werkelijk iemand heeft gedood.
De grote gangvechting uit 1846 afgebeeld aan het begin van de film is fictioneel, hoewel een werkelijk gevecht tussen de Bowery Boys en Dead Rabbits wel plaatsvond in de Five Points op 4 juli 1857, een gebeurtenis die niet in de film wordt aangehaald.
De afbeelding in de film van marineschepen die de stad bombarderen om de Draft Riots van 1863 de kop in te drukken is geheel fictioneel, en de Old Brewery-flats, afgebeeld als staand in zowel 1846 als 1862-63-scènes, werden werkelijk in 1852 gesloopt.
