Os produtores Broccoli e Saltzman escolheram adaptar From Russia, with Love como o segundo filme de Bond em parte porque o Presidente John F. Kennedy havia listado o romance de Fleming entre seus dez livros favoritos na revista Life. Supostamente foi o último filme que Kennedy assistiu na Casa Branca antes de seu assassinato em novembro de 1963.
Os produtores substituíram a agência soviética SMERSH do romance de Fleming pela organização criminosa fictícia SPECTRE para evitar controvérsias políticas da Guerra Fria.
O roteirista original era Len Deighton, que explorou Istambul com a equipe, mas foi substituído devido à falta de progresso; Johanna Harwood e Richard Maibaum então assumiram o roteiro, com reescritas não creditadas de Berkely Mather.
Várias atrizes foram consideradas para Tatiana Romanova, incluindo Sylva Koscina, Virna Lisi, Annette Vadim, Magda Konopka, Pia Lindström e Tania Mallet, antes de Daniela Bianchi ser escalada, supostamente a sugestão de Sean Connery; seu diálogo foi depois dublado por Barbara Jefford.
Pedro Armendáriz, escalado como Kerim Bey por recomendação do diretor John Ford, foi diagnosticado com câncer inoperável durante as filmagens em Istambul; a produção foi reorganizada para completar suas cenas rapidamente, e ele posteriormente tirou sua própria vida pouco depois de terminar seu papel.
Terence Young escalou a cantora austríaca Lotte Lenya como Rosa Klebb após ouvir uma de suas gravações musicais, enquanto Katina Paxinou havia sido originalmente considerada para o papel.
Robert Shaw inicialmente recusou o papel de Donald Grant porque desgostava do roteiro, mas sua noiva Mary Ure o convenceu a aceitar, lançando sua carreira no cinema; o lutador Joe Robinson, que se tornou ator, também havia sido um forte candidato para o papel.
Desmond Llewelyn se juntou à série como Q (creditado apenas como 'Boothroyd') porque o ator original Peter Burton não estava disponível; Llewelyn viria a interpretar o personagem em praticamente todos os filmes de Bond até sua morte em 1999.
Durante o reconhecimento de locações em Argyll, na Escócia, para o perseguimento de barco climático, o helicóptero de Terence Young caiu na água, mas todos a bordo escaparam com apenas ferimentos menores e Young continuou dirigindo no mesmo dia.
A cena envolvendo ratos após o roubo do Lektor teve de ser filmada na Espanha porque a lei britânica proibia filmar com ratos selvagens, e uma tentativa anterior usando ratos brancos pintados com cacau na Turquia fracassou.
A cena de luta entre Bond e Grant levou três semanas para ser filmada e foi coreografada pelo diretor treinado em boxe Terence Young junto com o coordenador de acrobacias Peter Perkins, com Connery e Shaw realizando a maioria das acrobacias eles próprios.
A explosão da sequência do perseguimento de barco, filmada em Pinewood, saiu do controle, queimando as pálpebras do ator Walter Gotell e ferindo gravemente três acrobatas.
A sequência de perseguição de helicóptero foi filmada usando um helicóptero em miniatura controlado por rádio, e o som do perseguimento de barco foi substituído na pós-produção porque os barcos reais não eram suficientemente ruidosos.
A partida de xadrez de abertura na qual Kronsteen vence é uma reencenação do jogo real de 1960 entre Boris Spassky e David Bronstein.
As cenas de perseguição de helicóptero e lancha rápida, não presentes no romance de Fleming, foram inspiradas respectivamente pela cena de pulverização de cultivos no North by Northwest de Hitchcock e no filme anterior The Red Beret.
Frank Sinatra foi considerado para cantar a música-tema, mas recusou; foi finalmente composta por Lionel Bart e cantada por Matt Monro.
Este foi o primeiro filme de John Barry como compositor principal da série Bond, substituindo Monty Norman, e ele introduziu o tema '007' percussivo que se tornou o tema Bond secundário da série.
From Russia with Love tornou-se um sucesso de bilheteria, arrecadando mais de 78 milhões de dólares em todo o mundo contra um orçamento de 2 milhões de dólares, e foi o filme de maior bilheteria na Grã-Bretanha em 1963.
O filme venceu o prêmio BAFTA de Melhor Cinematografia para Ted Moore, tornando-se o primeiro filme de Bond a vencer o prêmio, e em 2004 Total Film o nomeou o nono maior filme britânico de todos os tempos, o único filme de Bond na lista.
