George Clooney miał zagrać Napoleona Solo, ale zrezygnował z roli ze względów zdrowotnych. Na jego następcę wybrano Toma Cruise'a, ale aktor odszedł z projektu z powodu konfliktu z harmonogramem kręcenia "Mission: Impossible - Rogue Nation". Do roli rozważani byli również Joseph Gordon-Levitt, Ryan Gosling, Alexander Skarsgård, Ewan McGregor, Robert Pattinson, Matt Damon, Christian Bale, Michael Fassbender, Bradley Cooper, Leonardo DiCaprio, Joel Kinnaman, Russell Crowe, Chris Pine, Ryan Reynolds i Jon Hamm.
Początkowo film miał wyreżyserować Steven Soderbergh. Brano wtedy pod uwagę Channinga Tatuma do roli Solo oraz Emily Blunt jako Gaby.
Do roli Illyii Kuryakina początkowo brani byli pod uwagę Joel Edgerton i Henry Cavill.
Pierwotnie do roli Gaby Teller brane były pod uwagę Gemma Arterton, Alice Eve, Mia Wasikowska, Emilia Clarke, Felicity Jones, Teresa Palmer i Sarah Gadon.
Do roli Victorii Vinciguerry były brane pod uwagę Rose Byrne i Charlize Theron.
Trabant, jakim porusza się agent Kuryakin, to model 1.1. Został on wyprodukowany w 1990 roku, podczas gdy akcja filmu rozgrywa się w latach 60.
Podczas napisów końcowych możemy zobaczyć dodatkowe informacje z akt agentów. Jedna z nich wskazuje, iż Kuryakin posiada 2401 punktów w szachowym rankingu Elo. Akcja filmu rozgrywa się w latach 60. XX wieku, zaś system Elo wprowadzono w 1970 roku.
Kuryakin dyskutuje z Solo na temat dodatków odzieżowych od Diora i Paco Rabanne. Akcja filmu ma miejsce w 1963 roku, zaś Rabanne stworzył swoją markę dopiero w 1966 roku.
Podczas pościgu Alexander prowadzi Land Rover Series III. Akcja filmu dzieje się w 1963, zaś ta seria produkowana była w latach 1971 - 1985.
Piosenka, której Napoleon słucha w samochodzie, obserwując pościg motorówek, to "Che vuole questa musica stasera" Peppino Gagliardiego.
Utwór ten jednak został wydany 4 lata później, niż toczy się akcja filmu.
Telefon z klawiaturą numeryczną stworzono w 1963 roku, zaś we Włoszech wprowadzono ją dopiero w latach 80. ubiegłego wieku, niemożliwym więc jest, by "Labolatorium Vinciguerra" posiadało to urządzenie.
Pojazd wykorzystany do ucieczki z Berlina Wschodniego to Trabant 601s, posiadający dwusuwowy silnik, którego brzmienie jest inne, niż słychać w filmie. Ponadto jest chłodzony powietrzem, więc w końcówce pościgu nie powinna się z niego wydobywać para, gdyż w tym aucie brak jest chłodnicy.
Podczas napisów początkowych widoczna jest mapa Berlina z wydzielonymi strefami wpływów - ZSRR i USA. W rzeczywistości jednak Berlin Zachodni podzielony był na 3 części - Stany Zjednoczone kontrolowały południową jego część, centralną Wielka Brytania, a północną Francja.
Łódź podwodna ukazana pod koniec filmu to brytyjski okręt klasy Oberon. Widać na niej kopułę sonaru SWUP, które instalowano dopiero w latach 70. XX wieku.
Podczas jednej z rozmów dowiadujemy się, że podstawowym pierwiastkiem do budowy bomby atomowej jest wzbogacany uran. Dotychczas powstały jedynie dwie na bazie tego elementu, obie produkcji USA. Wszystkie pozostałe wykorzystują pluton.
Zdjęcia do filmu powstały w Londynie, Chichester, Chatham, Elstead, Hale (Anglia, Wielka Brytania), Pozzuoli, Baje, Miseno, Neapolu i Rzymie (Włochy).
Film kręcono od 9 września do 7 grudnia 2013 roku.