Orson Welles prit une part active dans la réalisation de ce film. Il a notamment obligé Carol Reed à allonger la scène des égouts, et l'idée des doigts qui passent à travers la grille vient également de lui.
Orson Welles a entièrement écrit le rôle d'Harry Lime et l'a créé de toutes pièces en référence au personnage shakespearien du bâtard du Roi Jean. Il a par ailleurs interprété ce rôle sans maquillage.
Avant que le rôle d'Harry Lime ne soit repris en main par Orson Welles, il fut élaboré par Graham Greene à partir d'un personnage ayant réellement existé : l'agent double Kim Philby, supérieur hiérarchique du scénariste dans les services secrets britanniques.
Les raisons qui ont amené Orson Welles à accepter le rôle d'Harry Lime sont également d'ordre financier : ce dernier avait en effet besoin d'argent pour achever le tournage de son film Othello, qui souffrait d'un manque de capitaux.
Avant d'être scénariste, Graham Greene est un romancier dont les oeuvres ont souvent été portées à l'écran. Citons parmi elles Voyages avec ma tante (1972), The Human factor (1980) ou encore La Fin d'une liaison (1999).
Le Troisième homme marque les retrouvailles de Carol Reed avec le scénariste Graham Greene. Tous deux avaient auparavant travaillé ensemble sur Première désillusion (1948). Leur collaboration se poursuivra avec Notre agent à La Havane en 1959.
Avant le tournage du film, un désaccord subsistait entre d'une part le scénariste Graham Greene et le producteur David O. Selznick et d'autre part le scénariste Alexander Korda et le réalisateur Carol Reed concernant la fin du film. Les premiers souhaitaient un dénouement heureux, mais le cinéaste parvint tout de même à imposer son choix.
Concernant le rôle de Harry Lime, le producteur David O. Selznick pensa d'abord à Noel Coward, mais Carol Reed obtint gain de cause avec Orson Welles. En revanche, c'est ce même producteur qui imposa Joseph Cotten dans le rôle de Holly Martins, car ce dernier était lié par un contrat avec la société de production de David O. Selznick. Carol Reed avait pour sa part porté son dévolu sur James Stewart.
A noter la présence au poste de premier assistant réalisateur de Guy Hamilton, futur cinéaste de La Bataille d'Angleterre (1969) et de L'Ouragan vient de Navarone (1978).
Orson Welles et le personnage d'Harry Lime sont devenus si célèbres grâce à ce film qu'ils ont été les héros d'une série radiophonique de la BBC : Les Aventures de Harry Lime. Ce feuilleton avait pour générique le thème musical du Troisième homme composé par Anton Karas. Cette musique sera également utilisée comme générique par Orson Welles lui-même pour sa série télévisuelle de Around the world with Orson Welles.
Le Troisième homme remporta la Palme d'or au Festival de Cannes 1949.
Le Troisième homme remporta l'Oscar de la meilleure photographie en 1951.
En 1953, Carol Reed retrouva le climat de la guerre froide en dirigeant James Mason et Claire Bloom dans L'Homme de Berlin, un thriller dont l'action se déroule dans l'ancienne capitale allemande.