La Vallée de la peur a été le dernier film que le célèbre chanteur des Doors, Jim Morrison, a vu avant de mourir dans la nuit du 3 juillet 1971.
Cela devait être Fred MacMurray qui devait camper le rôle de Jeb mais il fut remplacé par Robert Mitchum pour une raison inconnue. Le scénariste Niven Busch a écrit La Vallée de la peur en sachant que sa femme Teresa Wright allait jouer l’un des rôles principaux. Ce fut aussi le premier long-métrage où ils ont pu travailler ensemble.
L’équipe a passé plus de quatre semaines dans la petite ville de Gallup au Nouveau-Mexique pour les besoins du film. Aussi, les scènes de nuit ont été tournées grâce à de la pellicule infrarouge.
La majorité des critiques ayant vu ce long-métrage à l'époque l’ont qualifié de premier western "psychologique".