George Lazenby era um modelo sem créditos de atuação anteriores quando foi escalado para o papel de James Bond, tendo sido notado pelos produtores por meio de um comercial de Fry's Chocolate Cream.
Lazenby impressionou Albert Broccoli ao acidentalmente socar um lutador profissional que atuava como coordenador de efeitos especiais no rosto, o que ajudou a convencer os produtores de que ele poderia demonstrar a agressividade necessária.
Lazenby vestiu-se adequadamente durante sua campanha para o papel usando um relógio Rolex Submariner e um terno Savile Row que havia sido encomendado para, mas nunca coletado por, Sean Connery, e indo ao barbeiro do próprio Connery no Hotel Dorchester.
Lazenby recebeu uma oferta de contrato de sete filmes, mas foi convencido por seu agente Ronan O'Rahilly que o arquétipo de agente secreto estaria obsoleto nos anos 1970, então ele deixou o papel após apenas um filme.
Mais de 400 atores foram considerados para Bond, incluindo Terence Stamp, Oliver Reed e Brigitte Bardot para o papel de Tracy, embora o acordo de Bardot tenha fracassado após ela assinar para Shalako ao lado de Sean Connery.
Richard Maibaum originalmente escreveu o papel de Blofeld pensando em Max von Sydow; von Sydow mais tarde realmente interpretaria Blofeld no filme não-Eon Never Say Never Again.
Gabriele Ferzetti, escalado como Draco após os produtores o verem em We Still Kill the Old Way, teve sua voz redublada para a versão final pelo ator inglês David de Keyser devido ao seu forte sotaque italiano.
George Baker, que interpretou Sir Hilary Bray, também forneceu a voz dublada para Bond sempre que o personagem de Lazenby imitava Bray, já que o diretor Peter Hunt sentiu que a própria imitação de Lazenby não era convincente o suficiente.
A filmagem ocorreu no restaurante giratório Piz Gloria no topo do Schilthorn perto de Mürren, Suíça, que ainda estava em construção; os produtores concordaram em financiar sua eletricidade e teleférico para permitir a filmagem lá.
Um inverno suíço morno com cobertura de neve inadequada forçou Saltzman e Broccoli a adiar o filme em favor de produzir You Only Live Twice primeiro.
Queda de neve fraca durante a produção prejudicou as cenas de ação de esqui, e a filmagem suíça ultrapassou o cronograma em 56 dias.
O cinegrafista Johnny Jordan desenvolveu um sistema no qual era pendurado por uma armação de paraquedas de 18 pés abaixo de um helicóptero, permitindo tomadas aéreas dinâmicas das cenas de perseguição em esqui.
Telly Savalas ele próprio realizou o efeito de Blofeld sendo preso por um galho de árvore no estúdio, após a tentativa do dublê no local não parecer correta.
Para a cena de perseguição em carro de corrida, uma pista de patinação no gelo foi construída sobre uma pista de pouso de avião não utilizada com água e neve constantemente pulverizadas, e Lazenby e Rigg fizeram a maior parte da direção eles mesmos devido ao número de planos fechados necessários.
A sequência de avalanche foi criada combinando uma avalanche feita pelo homem filmada pela segunda unidade, metragem de arquivo e efeitos especiais usando sal, com dublês adicionados posteriormente por meio de efeitos ópticos.
Lazenby disse que o diretor Peter Hunt nunca se dirigiu a ele diretamente durante a filmagem, comunicando-se apenas através de um assistente, e supostamente pediu à equipe para manter distância dele para que Lazenby se sentisse mais isolado no papel.
Para obter o desempenho emocional desejado para a cena de morte de Tracy, Hunt fez Lazenby ensaiar das 8 da manhã até que estivesse completamente exausto antes de filmar às 17h.
Duas cenas foram finalmente deletadas da versão final: Irma Bunt espiando Bond comprando um anel de casamento, e uma perseguição pelos telhados de Londres até o sistema de trilho ferroviário subterrâneo da Royal Mail.
John Barry compôs a trilha sonora sem uma música de título contendo letras, achando que a frase 'On Her Majesty's Secret Service' só funcionaria operaticamente; o diretor Peter Hunt permitiu um tema de título instrumental, na tradição dos dois primeiros filmes de Bond.
Louis Armstrong gravou o tema de amor 'We Have All the Time in the World' em uma única tomada apesar de estar muito doente na época; a música foi posteriormente reutilizada como música de créditos finais para o filme No Time to Die de 2021.
Para tranquilizar o público de que ainda era o mesmo Bond apesar do novo ator, os cineastas incluíram piadas internas, como Bond quebrando a quarta parede com 'This never happened to the other fellow', uma sequência de créditos com clipes de filmes anteriores, Bond encontrando gadgets de Dr. No, From Russia with Love e Thunderball em seu escritório, e um zelador assoviando o tema de Goldfinger.
O roteiro original incluía uma subtrama onde Bond passa por cirurgia plástica para explicar sua aparência alterada, mas foi abandonada em favor de simplesmente ignorar a troca de ator.
On Her Majesty's Secret Service foi o filme de Bond mais longo até Casino Royale ser lançado em 2006.
Apesar de críticas contemporâneas mistas que frequentemente zombavam de Lazenby como 'The Big Fry' (referenciando seu passado em comercial de chocolate), a reputação do filme melhorou dramaticamente ao longo do tempo, com diretores como Christopher Nolan e Steven Soderbergh citando-o como seu filme de Bond favorito.
Em setembro de 2012, o filme ficou em primeiro lugar em uma votação de fãs de Bond realizada pela revista 007 Magazine para determinar o melhor filme de Bond de todos os tempos, à frente de Goldfinger e From Russia with Love.
