Le film est inspiré du livre The Men who stare at goats du journaliste Jon Ronson. Il y révélait l'existence d'expérimentations de l'armée américaine visant à développer des unités spécialisées dans le paranormal.
Peter Straughan, scénariste : "Les gens vont penser que nous avons ajouté tout ce qui est complètement dingue et loufoque, mais en fait tout est vrai. Toutes ces choses comme essayer de passer à travers les murs, ou tuer un hamster du regard, sont tirées d'expériences réalisées par l'armée ou la CIA dans les années 60, 70 et 80. Certaines des scènes les plus incroyables du film sont tirées mot pour mot des entretiens réalisés par Ron Jonson." Les documents officiels sur le First Earth Battalion sont encore classés secrets.
Si les différents personnages du film n'ont pas véritablement existé, ils sont inspirés de vrais militaires ayant participé à la New Earth army. Ainsi, le personnage de Jeff Bridges est en partie inspiré par Jim Channon. Jon Ronson, l'auteur du livre, raconte : "Jim Channon s'est intéressé aux techniques de combat alternatives après s'être battu au Vietnam. Il commença à étudier de nombreuses techniques New Age, dont le rebirth, les techniques de respiration issues des travaux de Reich, la lutte primitive et des sessions nues dans un jacuzzi pour révolutionner l'armée. En 125 pages agrémentées de dessins et de graphiques, le manuel décrit en détail la refonte complète de l'armée traditionnelle en s'appuyant sur des idées aussi diverses que celles de Buckminster Fuller, Léonard de Vinci et Bouddha. Il aborde de nombreux sujets comme les techniques de visualisation et le total fitness, et des domaines plus ésotériques comme le "Combat Éthique" et les "Prières de la Terre"."
Les Chèvres du Pentagone est le tout premier long métrage réalisé par Grant Heslov. Il n'est pour autant pas étranger au monde du cinéma puisque après une carrière d'acteur, il a produit des films comme Good Night, and Good Luck. (pour lequel il a été nommé à l'Oscar) et Jeux de dupes, déjà avec George Clooney.
A plusieurs reprises, le personnage de Lyn Cassady (George Clooney) compare son activité à celles de chevaliers Jedi. Or quand il s'adresse à Ewan McGregor, l'affirmation est plutôt ironique puisque McGregor a interprété un véritable chevalier Jedi (Obi-Wan Kenobi) dans la nouvelle trilogie Star Wars.
Kevin Spacey et Jeff Bridges se sont connus au lycée. Spacey : "Jeff est venu jouer dans mon lycée avec son frère et son père. Ma classe de théâtre faisait les choeurs. Quand nous avons fait K-Pax, l'homme qui vient de loin, nous avons passé beaucoup à chanter dans la caravane de Jeff. Il adore chanter et jouer de la guitare." L'acteur britannique connaissait également Ewan McGregor qu'il avait croisé dans une situation plutôt étonnante : "J'ai dirigé Ewan dans une publicité pour une chaîne de télévision anglaise il y a quelques années. Il était déguisé en tomate sur les marches de Trafalgar Square, avec Dame Judi Dench costumée en homard, et ils annonçaient aux passants que la chaîne était gratuite pour quelques jours. Ewan m'a dit que grâce à moi, il n'avait plus peur d'être photographié en train de faire quelque chose d'embarrassant, parce que cette pub avait été la chose la plus embarrassante qu'il avait jamais faite."Enfin, Ewan McGregor connaissait également George Clooney puisqu'il l'avait croisé dans un épisode de Urgences où il était invité.
Les scènes se déroulant en Irak ont été en fait tournées aux Etats-Unis, au Nouveau-Mexique. Ce qui a posé quelques problèmes liés à la météo comme l'explique Grant Heslov : "Il faisait vraiment très froid vers la fin du tournage. Dans le film, on a l'impression qu'il fait plus de 35°C, mais en fait il faisait 0°C. Comme Clooney et Ewan McGregor étaient en tee-shirt, il fallait se dépêcher de tourner. Il a même neigé et nous avons été obligés d'arrêter quelques heures pour attendre que la neige fonde." Enfin, les scènes qui se déroulant au Vietnam ont été filmées à Puerto Rico pendant la saison des ouragans.
Quelques mois avant la sortie américaine du film, une nouvelle bande-annonce plutôt étonnante est apparue sur le net : Parodiant celle de Paranormal Activity où l'on voyait les spectateurs terrorisés dans une salle de cinéma, on pouvait y découvrir une assemblée de chèvres installées dans une salle obscure, terrifiées en découvrant ce qui arrivait aux chèvres du film. (Voir la vidéo)
Les Chèvres du Pentagone a été projeté à la 66e Mostra de Venise en septembre 2009. Il y était présenté Hors Compétition. La conférence de presse y fut d'ailleurs marquée par un événement surprenant : Un journaliste italien s'adressant à Clooney s'est entièrement dévêtu jusqu'à finir en cravate et caleçon : "Je n'ai pas encore vu ton film, lanca-t-il, mais... Je t'ai vu, toi... et, comment dire ? Je suis gay, je crois que je t'aime. Prends-moi, George, choisis-moi ! S'il te plait, juste un baiser..." Il fut finalement évacué par la sécurité.