Police Fédérale, Los Angeles est adapté du roman du même nom de Gerald Petievich. Pour l'adaptation, le réalisateur William Friedkin n'a tenu compte que de 20% du contenu du livre. Petievich était un ancien membre des services de renseignement américain qui s'est reconverti en romancier et scénariste. Les longs métrages L'Extrême Limite (1993) et The Sentinel (2005) résultent aussi de deux de ses romans. A noter également que Petievich a signé le scénario du téléfilm Les Hommes du C.A.T. mis en scène par Friedkin.
Même si on ne l'aperçoit que quelques secondes à l'écran sous les traits d'un fuyard, Gary Cole (Dodgeball, Desperate Housewives), signe avec Police Fédérale, Los Angeles son premier rôle au cinéma.
Malgré tous les efforts de l'équipe de tournage pour empêcher leur fuite, les billets contrefaits pour les besoins du film ont fini par entrer en libre circulation. Même si leur qualité était irréprochable, ils comportaient néanmoins une faille de taille : tous étaient apposés d'une mention X. Cette marque a permis aux autorités de repérer les fraudes et de confisquer les faux-billets.
Le rôle de Richard Chance devait initialement revenir à Gary Sinise, mais à l'issue de son audition, l'acteur a préféré céder sa place à William Petersen.
Afin d'apporter une touche de réalisme à Police Fédérale, Los Angeles, William Friedkin a posé ses caméras dans des zones réputées dangereuses et dans les quartiers généraux des principaux gangs de la ville : Temple Street, Slauson Avenue, MacArthur Park, etc...
De véritables ex-détenus ayant été condamnés pour trafic de fausse monnaie ont été engagés en tant que consultants sur Police Fédérale, Los Angeles et quelques agents de police ont contribué à l'élaboration de certaines scènes du film. Le réalisateur William Friedkin a également pu compter sur les précieux conseils de Gerald Petievich, auteur du roman dont est adapté le film, lui-même ex-agent secret. Par ailleurs, les scènes de la prison ont été tournées dans le pénitencier de San Luis Obispo. Ce sont d'ailleurs de véritables détenus qui font office de figurants.
La course-poursuite en voiture a été filmée en six semaines et fut la dernière séquence à être tournée de telle sorte que si quelque chose arrivait à un comédien, William Friedkin aurait tout de même la quasi totalité du film en boîte sans avoir à remplacer qui que ce soit... Par ailleurs, cette célèbre course-poursuite marque une date importante dans l'histoire du cinéma dans la mesure où, pour la première fois, la voiture de la police et celle des criminels se trouvent à contre-sens.
A noter enfin qu'un an après la sortie du film, le comédien John Pankow a rencontré un policier dans un bistro qui lui a dit que la manière avec laquelle il a simulé la panique dans cette scène est extrêmement réaliste.
La voiture utilisée par le personnage de Richard Chance est une Chevy Impala F41 de 1985 et a été louée à la police de Los Angeles. D'autres voitures que l'on voit dans le film ont été louées à d'autres instances des forces de l'ordre comme le Bureau du shérif du comté d'Orange ou encore la patrouille des autoroutes de Californie.