C'est dans un souci de rendre hommage à l'héroïsme des pompiers que le producteur Casey Silver décida de développer un film hollywoodien sur le quotidien de ces soldats du feu dans un style réaliste et objectif. Ce dernier explique sa démarche : "J'avais envie de traiter cela sans aucune espèce de sentimentalisme, pour rendre un hommage sincère à la dignité, à la noblesse de ces authentiques héros populaires. J'envisageais un film focalisé sur un groupe de personnages et leurs émotions, qui capterait également les aspects dramatiques et spectaculaires, le suspense inhérent à ce périlleux métier."
C'est dans cette perspective qu'il contacta le scénariste Lewis Colick, en lui demandant d'explorer le sujet sous un angle inédit, de dépasser le côté "thriller et aventure" au profit d'un regard authentique et sans concession. Celui-ci commença par procéder à des recherches approfondies sur la vie des pompiers d'une grande ville. Il interrogea plusieurs dizaines d'entre eux sur les moindres aspects de leur existence, puis s'efforça de synthétiser cet acquis à travers l'histoire d'un seul homme.
Pour se préparer à son rôle de pompier, Joaquin Phoenix accepta de rallier la Baltimore Fire Academy et parvint à obtenir avec succès son diplôme de soldat du feu. Il servit un mois entier au sein d'une compagnie de la ville, se retrouvant aux prises avec de véritables incendies et participant à des opérations de sauvetage. Le producteur Casey Silver se souvient : "Lorsque je l'ai rencontré, nous devions le hisser nous-mêmes à la moitié de l'échelle tant il avait peur du vide. Quelques mois plus tard, il grimpait sans la moindre hésitation jusqu'au 15e étage et avait acquis une maîtrise suffisante pour exécuter la quasi-totalité de ses cascades."
La préparation de Piège de feu a donné des sueurs froides à la production lorsque John Travolta et Joaquin Phoenix, durant leur stage en compagnie de vrais pompiers, se sont retrouvés au beau milieu d'un véritable feu. Ces derniers, trop occupés à tenter d'éteindre l'incendie, n'ont alors pas pu s'occuper des acteurs, qui ont dû affronter eux-mêmes les flammes.
Piège de feu a été tourné dans un des principaux centres urbains des Etats-Unis rarement vus à l'écran : Baltimore. Ses paysages contrastés en faisaient un décor naturel idéal. L'équipe de production a pu utiliser les véhicules de pompiers de la ville et tout l'équipement dont ils se servent dans la réalité, et dont certains sont particuliers à la Côte Est. La chance leur a également été donnée d'employer comme figurants de vrais pompiers de Baltimore, vêtus de leurs propres tenues et équipés de leur matériel. De plus, ils ont déniché une vieille caserne qu'ils ont restaurée et rendue pleinement opérationnelle pour les besoins du film.
Jay Russell et ses producteurs décidèrent dès le départ de déclencher, avec toutes les précautions d'usage, des "feux contrôlés" en décors naturels, plutôt que de recourir majoritairement àl'image de synthèse et à des décors de studio. Plusieurs membres de l'équipe, dont le chef opérateur James L. Carter, avaient participé au "stage de feu", pour s'initier au travail des pompiers et vivre les sensations oppressantes qu'on éprouve au contact des flammes et de la fumée. Une expérience intense qui permit à Carter de déterminer avec précision les moyens visuels les plus appropriés. Pour parer au danger, les sept incendies du film furent méticuleusement préparés et story-boardés.
Le tournage de Piège de feu eut une résonnance particulière lorsqu'un véritable incendie se déclara sur les plateaux. L'acteur John Travolta, qui se trouvait à ce moment précis au beau milieu des flammes, fut secouru par... les pompiers présents dans les environs !
Avec Piège de feu, l'acteur John Travolta collabore une seconde fois avec le scénariste Lewis Colick, qui avait signé le script de L'Intrus en 2001.
C'est l'acteur Stephen Lang qui devait à l'origine incarner le personnage de Kennedy, finalement dévolu à John Travolta.