Ян Флеминг первоначально представил идею фильма «Доктор Ноу» как телевизионный проект продюсеру Генри Моргентау III с целью продвижения туризма на Ямайке, прежде чем проект позже был переоборудован в кинематографический.
Продюсеры Зальцман и Брокколи изначально хотели экранизировать роман «Громовой шар» как первый фильм, но судебный спор о правах на текст заставил их выбрать вместо этого «Доктора Ноу».
Из-за крайне низкого бюджета на работу был нанят только один звукооператор вместо двух, а элементы декораций были созданы дешёвыми способами, например, использование картона в офисе М и покрытие двери пластиковым материалом, похожим на кожу.
Реальный аквариум в квартире доктора Ноу на самом деле не существовал; вместо этого использовались архивные кадры маленьких золотых рыбок, которые были визуально увеличены, и команде пришлось добавить реплику Бонда, намекающую на «увеличение», чтобы оправдать неправдоподобный размер рыбок.
Первый вариант сценария, написанный Ричардом Мейбумом и Вольфом Манкевицем, был отклонен, потому что он превратил доктора Ноу в маленькую обезьянку (львиную тамарину), которой управляет истинный злодей — судоходный магнат по имени Бакфилд; продюсеры попросили переписать историю, чтобы она больше приближалась к исходному роману.
Продюсеры рассматривали Кэри Гранта и Джеймса Мейсона на роль Джеймса Бонда, но отвергли идею, потому что оба актёра хотели участвовать только в одном или двух фильмах, тогда как продюсеры хотели актёра для целого цикла фильмов.
На роль Бонда были номинированы Патрик Макгухан, Роджер Мур, Дэвид Нивен и Ричард Джонсон, но все они отказались или были исключены; Дэвид Нивен позже сыграл Бонда в комедийном пародийном фильме «Казино Рояль» 1967 года.
Была проведена настоящая кастинг-ставка для выбора того, кто будет играть роль Джеймса Бонда, которую выиграл манекен по имени Питер Энтони, но оказалось, что он неспособен исполнять роль, поэтому выбор в конечном итоге упал на 31-летнего Шона Коннери.
Когда Шон Коннери впервые встретился с продюсерами, он появился в неглаженной одежде и неопрятном виде, но вёл себя с уверенностью и привлекательностью, которые убедили Брокколи и Зальцмана, что он идеальный человек для роли Бонда, сразу после его ухода.
Ян Флеминг хотел, чтобы его друг Ноэл Коард сыграл доктора Ноу, и Коард ответил ему забавно отказом: «Нет! Нет! Нет!»
Джозеф Вайзман был выбран на роль доктора Ноу благодаря его игре в фильме «Рассказ детектива» 1951 года, и к нему применили специальный грим, чтобы показать предполагаемое китайское происхождение персонажа.
Урсула Андресс была выбрана на роль Медведицы Хани всего за две недели до начала съёмок, после того как продюсеры увидели её фотографию, снятую её мужем Джоном Дереком; из-за её сильного швейцарско-немецкого акцента все её диалоги были переозвучены актрисой Никки ван дер Зайл.
Шон Коннери настоял на исполнении опасного трюка сам во время погони на автомобилях, управляя машиной под строительным краном с разницей всего в несколько сантиметров, что чуть не стоило ему жизни.
Первую знаменитую заставку фильма про пулемёт для фильмов про Бонда разработал Морис Байндер, сняв её в тёмно-коричневом цвете через камеру-обскуру, помещённую внутри ствола револьвера калибра 38, а роль Бонда в ней исполнил дублёр Боб Симмонс.
Картина «Портрет герцога Веллингтона» Гойи, которая появляется в доме доктора Ноу, была на самом деле украдена из Национальной галереи в Лондоне незадолго до начала съёмок; дизайнер-постановщик Кен Адам нарисовал точную копию на один выходной после получения слайда картины из музея.
Из-за отправки крабов замороженными из Карибского региона их движения на камере были очень медленными, поэтому команде пришлось изменить сцену, в которой крабы должны были напасть на Медведицу Хани, на сцену медленного утопления вместо этого.
Знаменитую «Тему Джеймса Бонда» написал Монти Норман на основе своей более ранней композиции, а Джон Барри провел её оркестровку без официального признания заслуг, что вызвало судебный спор, продолжавшийся до 2001 года, когда суд вынес решение в пользу Нормана.
Ватикан осудил фильм, описав его как «опасную смесь насилия, непристойности, садизма и секса», тогда как Кремль назвал его воплощением капиталистического зла; эти две полемики способствовали повышению общественного интереса к фильму и количеству его зрителей.
Президент США Джон Ф. Кеннеди был поклонником романов Яна Флеминга и попросил специальный просмотр фильма «Доктор Ноу» в Белом доме.
Бикини, в котором появилась Урсула Андресс в фильме, был продан на аукционе в 2001 году за 61 500 долларов; её появление в нём оказало большое влияние на историю индустрии бикини и увеличило продажи двухпредметной пляжной одежды.
