Extrêmement fort et incroyablement près est tiré du roman éponyme de Jonathan Safran Foer, publié en 2005, qui est la toute première œuvre majeure de fiction à se pencher sur la détresse des familles touchées par les attentats du 11 septembre 2001.
Le tournage d’Extrêmement fort et incroyablement près s'est entièrement déroulé à New-York. Après avoir démarré dans les studios JC à Brooklyn, l'équipe de tournage s'est aventurée dans les rues d'Harlem, de l'East Side et de l'Upper West Side, ainsi que dans des immeubles de bureaux de Manhattan, des tunnels de métro désaffectés de la gare Grand Central et même sur l'imposant Manhattan Bridge.
L'action d'Extrêmement fort et incroyablement près se déroulant de 2001 à 2003, la chef costumière du film, Ann Roth, qui avait déjà collaboré avec le réalisateur Stephen Daldry sur The Hours (2002) et The Reader (2008), a effectué un travail de recherche conséquent sur les tendances vestimentaires propres au début des années 2000 : "Pour me documenter, j'ai d'abord consulté des photos de gens qui remontaient la Sixième Avenue et Chambers Street le jour du 11 septembre [...] Nous avons cherché à rendre l'évolution subtile de la mode pour bien distinguer les années entre elles", explique-t-elle.
Le comédien Max von Sydow, acteur fétiche d'Ingmar Bergman et nommé aux oscars 2012 pour sa prestation dans Extrêmement fort et incroyablement près, campe ici le personnage du grand-père d'Oskar. Sa particularité ? Il ne dit pas un mot du film ! En effet, son personnage étant muet, l'acteur s'est efforcé d'exprimer ses angoisses, sa curiosité ainsi que sa joie uniquement à travers ses mimiques.
Afin de mieux cerner son personnage, la comédienne Sandra Bullock, qui incarne la mère du petit Oskar dans le film, a écouté de véritables enregistrements de conversations téléphoniques et de messages de victimes du World Trade Center. Un travail éprouvant selon l'actrice : "Ce qui m'a vraiment estomaquée, c'était d'entendre ces gens tenter de réconforter leurs proches. On comprend alors en écoutant ce type de message, qu'on puisse éprouver une souffrance qui ne s'apaisera jamais."
Le jeune Thomas Horn, qui incarne le personnage tourmenté d'Oskar Shell, a été repéré par la production à l'occasion de sa victoire au jeu Jeopardy !, diffusé à la télévision américaine. Il s'agit ici de son premier rôle cinématographique.
Le réalisateur Stephen Daldry a entrepris lui-même des recherches afin d'en connaître un peu plus sur le quotidien des 3 000 orphelins ayant perdu leurs parents dans les attaques du 11 septembre. Le metteur en scène a notamment sollicité les conseils de psychothérapeutes ainsi que ceux de l'association Tuesday's Children, fondée par les proches des amis des victimes.
Alors que son nom figurait sur la première affiche promotionnelle du film et apparaissait même dans la première bande-annonce, le comédien James Gandolfini a vu son personnage coupé au montage après l'arrivée des résultats des tests d'audience. En effet, les grandes maisons américaines ont pour coutume de présenter leurs nouvelles productions à des spectateurs lambdas par le biais de "séances tests", afin de procéder à d'éventuelles modifications avant la sortie du film. Ici, c'est l'ex-Tony Soprano, dont le personnage devait vivre une histoire d'amour avec celui de la comédienne Sandra Bullock, qui, à défaut d'avoir convaincu le public américain, s'est vu évincé du casting.
La musique du film est signée de la main du compositeur français Alexandre Desplat. Ce dernier a notamment composé, entre autres, les bandes originales des films The Ghost Writer, Le Discours d'un roi, Carnage ou encore The Tree of Life.
Le film est nommé pour l'édition des Oscars 2012 dans la catégorie "Meilleur film" et "Meilleur second rôle masculin" pour le comédien Max von Sydow.
Le scénariste du film n'est autre qu'Eric Roth, oscarisé dans la catégorie du Meilleur scénario adapté pour Forrest Gump de Robert Zemeckis en 1995. Il a également écrit le script de L'Etrange histoire de Benjamin Button de David Fincher et de Munich de Steven Spielberg.
Plusieurs fois nommé aux cérémonies des Oscars et des César, le metteur en scène anglais Stephen Daldry a également réalisé The Reader en 2009 (Oscar de la Meilleure actrice pour Kate Winslet), The Hours en 2003 (Oscar de la Meilleure actrice pour Nicole Kidman), et la comédie dramatique Billy Elliot en 1999. A chaque fois, le réalisateur est reparti bredouille...
Le réalisateur Stephen Daldry espérait qu'Extrêmement fort et incroyablement près soit terminé le plus tôt possible, pour qu'il puisse sortir sur les écrans avant la fin de l'année 2011 et ainsi coïncider avec le 10e anniversaire des attaques du 11 septembre. Il est finalement sorti courant janvier 2012 aux Etats-Unis.