Le légendaire personnage de Spider-Man a été créé par Stan Lee et Steve Ditko (qui sera quant à lui à l'origine du personnage Nick Fury, agent du S.E.R.V.O). Il fait sa première apparition en 1962, dans le magazine Marvel Amazing Fantasy. Fort du succès de son nouveau personnage, le magazine fut très vite rebaptisé Amazing Spider-Man, et à nouveau publié à partir de mars 1963.
La parole à la productrice Laura Ziskin : "Nous avions toujours pensé que le film avait un potentiel énorme, d'abord parce que le personnage et ses histoires connaissent un succès qui ne se dément pas depuis plus de 40 ans. Nous sommes restés fidèles aux éléments qui faisaient la force de la bande dessinée Marvel : l'aventure, la romance, l'humour. Tout au long du processus de création du film, nous avons respecté l'esprit. Même deux ans après sa sortie, beaucoup de gens continuent à me dire combien ils ont aimé le premier film et avec quelle impatience ils attendent le second"."
Bien que le personnage de Spider-man soit supposé combattre le Dr. Octopus en premier, selon l'ordre de la bande dessinée, le réalisateur Sam Raimi était beaucoup plus attaché à voir s'affronter l'homme-araignée contre le Bouffon vert dans le premier volet, réservant l'apparition de Doc Ock pour la suite de Spider-Man.
Les premières trames scénaristiques prévoyaient un rôle prépondérant pour le personnage féminin Black Cat, qui n'a finalement jamais vu le jour.
Le personnage de Doc Ock est apparu pour la première fois dans The Amazing Spider-Man n°3, publié en 1963. D'après la bande dessinée, chacun de ses membres peut bouger à une vitesse atteignant les 30 mètres par seconde, "avec une puissance comparable à celle d'un marteau piqueur". Ces tentacules, d'une prodigieuse puissance, lui permettent de soulever un véhicule, de pulvériser un mur, de s'agripper à des parois de béton, et de fondre sur ses victimes depuis les airs. Les tentacules de Molina pèsent entre 35 à 45 kilos, selon l'activité nécessitée par la scène. "Chacun d'eux, constitué sur toute sa longueur (4 m) d'environ 76 pièces individuelles, était articulé en totalité". A titre de comparaison, si l'on mettait bout-à-bout les tentacules, la longueur dépasserait la hauteur d'un immeuble de 20 étages...
Avant de trouver le titre définitif, les producteurs ont successivement pensé à "Spider-Man : No More", "Spider-Man 2 Lives, et "Spider-Man : Unmasked" pour revenir simplement à Spider-Man 2.
Dans le premier film d'Alfred Molina, Les Aventuriers de l'Arche perdue (1981), le réalisateur Steven Spielberg demanda à l'acteur d'accepter que des...araignées grouillent sur son corps.
Près de 54 millions de dollars ont été dépensés pour les seuls effets spéciaux.
Le chef décorateur Neil Spisak a conçu et réalisé plus d'une centaine de décors et de lieux de tournages pour Spider-Man 2, depuis une dizaine de très gros décors à un simple croisement de rues. Il explique : Nous avons tourné sur 11 blocs dans le centre de Los Angeles, et utilisé un nombre incalculable de toits, de rues et d'immeubles. C'est sans aucun doute l'échelle la plus vaste sur laquelle j'ai travaillé !". Le tournage a débuté le 12 avril 2003 à New York. L'équipe a passé près de trois semaines à filmer dans différents endroits de Manhattan, du Queens et de Brooklyn, ainsi qu'en studio. Le réalisateur Sam Raimi ajoute :"Neil a créé un New York très consistant. Ce n'est pas un New York naturaliste, ni totalement imaginaire non plus. Neil a su trouver le fantastique qui existe dans le New York que nous connaissons, puis il l'a concentré et condensé pour en faire un monde crédible où existe Spider-Man."
Le décors de l'entrepôt de la jetée, refuge de Doc Ock sur l'East River, est l'un des plus élaborés du film. Ce décor a nécessité 15 semaines de construction. Neil Spisak, le chef décorateur, explique :"Au contraire du laboratoire personnel d'Octavius, qui était situé chez lui -un espace net, organisé et propre- la jetée tombe en décrépitude. Elle reflète l'évolution de son personnage". Cet impressionnant décor mesurait 18 m de large sur 36 de long, et 12 de haut. Il a été construit au-dessus d'un bassin et complété par des éléments de production hybrides comme des images de synthèse, des transparences et des maquettes.
L'acteur Tobey Maguire a failli ne pas endosser à nouveau le costume de l'homme-araignée, en raison de sévères douleurs dans le dos. Jake Gyllenhaal fut alors contacté pour interpréter le rôle-titre et avait déjà entammé sa préparation physique, mais Tobey Maguire finit malgré tout par accepter le rôle.
Les acteurs Sam Neill et Robert De Niro ont été un temps pressentis pour incarner le personnage de Doc Ock.
Le début du tournage devait initialement commencer en février 2003, mais Tobey Maguire se blessa au bras, entraînant le report du début du tournage de deux mois.
Le premier film montrait la manière dont Peter avait acquis ses extraordinnaires pouvoirs" explique Avi Arad, l'un des producteurs du film. Le second volet des aventures de l'homme araignée "élargit la compréhension de ces talents spéciaux, pas uniquement la capacité de projeter des fils et de monter aux murs, mais surtout le "sens de l'araignée" -cette espèce de 6e sens qui avertit Peter du danger, une sorte de prescience- et le danger potentiel qu'il y aurait à refuser ces dons."
La spydercam reflète la vision de Spider-Man depuis les toits de la ville. Manipulée par John Dykstra et son équipe, la caméra spéciale a été couplée à un ordinateur commandé à distance suspendu sur un câble reliant les toits d'immeubles de Wall Street. La caméra a ainsi "voyagé le long d'un câble suspendu sur quatre blocs, plongeant dans les rues et au-dessus des toits des immeubles, des véhicules et des décors placés pour la séquence." Grant Curtis, le coproducteur du film, ajoute : "C'était un challenge pour nous d'installer toute l'équipe de tournage au sommet des gratte-ciel, mais les toits constituent le monde de Spider-Man, et offrent une vue fantastique de la ville. Voir le monde depuis une hauteur de 70 étages, c'est à vous couper le souffle. Nous avons voulu montrer dans ce film plus encore du monde vertigineux de Spider-man".