Les acteurs ont dû se soumettre à un régime très restreint et à une activité physique intense pour gagner plusieurs kilos de muscles. Kellan Lutz avoue avoir mangé 16 œufs tous les matins pour atteindre un poids de 100 kilos, tandis qu'Henry Cavill s'est entraîné six mois avant le tournage, alors qu'il jouait encore pour Les Tudors. Ce genre de film, rempli d'action et de combats épiques, a donc imposé un travail physique important de la part des comédiens, comme ce fut le cas pour 300, Le Choc des Titans, Troie, Gladiator et beaucoup d'autres.
Athée depuis tout petit, le réalisateur Tarsem Singh s'intéresse tout de même à une certaine spiritualité et a voulu, dans ce film, explorer l'aspect religieux. D'ailleurs, le metteur en scène semble avoir un intérêt pour l'Au-delà depuis que sa mère lui a affirmé que sa réussite provient de ses prières maternelles, qu'elle faisait et fait encore pour lui.
Stephen Dorff est surtout connu grâce à son rôle de playboy hollywoodien dans le film Somewhere (2010) de Sofia Coppola. Il interprète maintenant, dans un genre de film complètement différent, le personnage de Stavros, ami et allié de Thésée (Henry Cavill).
Pour le roi Hypérion, la production ne voulait pas recruter un comédien trop connu de peur que sa personnalité éclipse le personnage du film. Elle a pourtant contourné sa décision en choisissant Mickey Rourke pour le rôle. Connu pour interpréter des rôles très divers, ce film mythologique marque pour le comédien une autre étape décisive de son comeback depuis sa nomination aux Oscars 2008 dans The Wrestler.
Les scénaristes Charley Parlapanides et Vlas Parlapanides avaient précédemment travaillé devant et derrière la caméra, mais avec Les Immortels, ils signent l’écriture de leur première grosse production.
Les Immortels a entièrement été réalisé dans la Cité du Cinéma à Montréal, entre avril et juin 2010.
Après le succès de 300, qui a montré qu'il était possible de réaliser un film historique moderne et proche des attentes actuelles, les producteurs, passionnés d'histoire et de mythologie, ont décidé de faire des Immortels une sorte de deuxième tome d’une série de films mélangeant histoire, mythologie et action.
"Les Immortels est un opéra visuel riche des sortilèges et de la force des sentiments. Jamais la mythologie n’a été aussi vivante et aussi grandiose", note la production. En effet, le film a suscité l'utilisation de décors gigantesques, d'effets visuels et techniques extrêmement novateurs et coûteux.
Le film, qui tourne autour du héros mythique Thésée, avait précédemment été intitulé "War of the Gods".
Le film reprend l'histoire du personnage de Thésée, héros de la mythologie grecque. Il a également été représenté dans Teseo contro il Minotauro de Silvio Amadio (1960). Thésée est surtout connu pour avoir démasqué Médée, mais aussi pour avoir combattu le Minotaure et sauvé les Athéniens. C'est un personnage qui fascine toujours autant, et que le cinéma n'hésite pas à exploiter. Les Immortels reprend non seulement le profil du personnage de Thésée (combattant courageux), mais aussi la présence des Dieux de l'Olympe.
Depuis son retour avec la réussite de Sin City, Mickey Rourke alterne entre des grosses productions comme Iron Man 2 et Expendables : unité spéciale, et des films à petits budgets, comme The Wrestler ou encore The Courier. Les Immortels, grosse production "mythologique", lui permet d'incarner le Roi Hypérion.
Récompensée par l'Oscar des meilleurs costumes pour Dracula de Francis Ford Coppola, la costumière Eiko Ishioka est très connue pour ses créations tant au cinéma, au théâtre, qu'à la télévision. Artiste visuelle confirmée, son travail est présenté dans les collections permanentes du Musée d’art moderne de New York. Sa vision originale et son point de vue iconoclaste sur le monde ont parfaitement concordé avec les choix du réalisateur Tarsem Singh.
Les Immortels se situe complètement dans la moyenne de budget concernant les Blockbusters mêlant mythologie et guerre, avec 115 millions de dollars. A titre de comparaison, Gladiator a coûté un peu plus de 103 millions, tandis que Le Choc des Titans 125 et 300, 70.
Henry Cavill est surtout connu pour son rôle principal de Charles Brandon dans la série télévisée Les Tudors. Les Immortels est le premier film qui lui offre un rôle principal et pas n'importe lequel : celui de Thésée.
Les Immortels rassemble de nombreux genres dont celui du péplum, du film de guerre, du fantastique, de l'aventure et de la mythologie. Ce mélange des genres, qui est de plus en plus apprécié et exploité, revient à la mode depuis quelques années, comme par exemple avec Le Choc des Titans (2010) et 300 (2007).
Le réalisateur avoue s'être inspiré des peintures de la Renaissance, comme s'il avait voulu mélanger les travaux du peintre Polidoro da Caravaggio avec l'esthétique d'un film comme Fight Club. Le tournage a d'ailleurs eu lieu avec une caméra traditionnelle 2D, et la 3D a ensuite été ajoutée en postproduction.
Le compositeur canadien Trevor Morris sort un album qui contient les morceaux musicaux du film. Il a également composé la musique de Bad Boys II, Pirates des Caraïbes : la Malédiction du Black Pearl, La Colline a des yeux 2 et de la série Les Tudors, dans laquelle s'affiche Henry Cavill, héros des Immortels.
Le projet Les Immortels est considéré par la production comme un "film successeur" du fameux 300, réalisé en 2006 par Zack Snyder. Les producteurs ont d'ailleurs révélé qu'ils comptaient mettre à profit tout ce qu'ils avaient pu apprendre pendant le tournage de 300.
Après le tournage des Immortels, le réalisateur Tarsem Singh a enchaîné avec l'adaptation d'un conte des frères Grimm, également en 3D : Blanche Neige, avec Lily Collins, Julia Roberts et Armie Hammer.