Le premier Expendables proposait déjà une belle brochette de stars du film d'action, mais ce deuxième opus semble résolu à passer à la vitesse supérieure, avec de nombreux nouveaux venus prêts eux aussi à botter des fesses. Parmi ces petits nouveaux, on retrouve Jean-Claude Van Damme, Chuck Norris, Liam Hemsworth, Scott Adkins et Nan Yu. A noter que les grands Bruce Willis et Arnold Schwarzenegger, qui étaient déjà apparus subrepticement dans le premier film, reviennent ici avec des rôles plus importants. Un tel amas de testostérone aurait pu causer des problèmes pendant le tournage, mais ce ne fut apparemment pas le cas, comme le confie Dolph Lundgren : "Un esprit de compétition très sain régnait sur le plateau. Il ne s’agissait pas simplement de physique, mais aussi de jeu. Chacun voulait briller parmi les autres acteurs. (...) la concurrence a été très sympa. Je dirais même qu’elle a permis d’augmenter la qualité de notre travail".
Sylvester Stallone, acteur, producteur, scénariste et réalisateur du premier volet, ne reprend pas cette dernière casquette pour ce second opus. C'est Simon West, connu notamment pour l'adaptation du jeu vidéo Lara Croft : Tomb raider à l'écran ou pour le récent Le Flingueur, qui officie à la réalisation de Expendables 2.
Durant le tournage de Expendables 2 en Bulgarie, un cascadeur a malheureusement trouvé la mort, et un autre fut grièvement blessé, lors de l'explosion d'une embarcation maritime.
Expendables 2 n'est qu'une des nombreuses productions mises en route par le studio Nu Image en Bulgarie. La présence d'un studio américain dans cette région s'explique par l'existence d'importants locaux, peu couteux et donc propices à faire économiser du budget. Les bâtiments utilisés datent du début des années 60, et furent utilisés pour de nombreux tournages sous l'ère soviétique. Nu Image et Millenium Films, deux compagnies américaines, devinrent propriétaires de ces studios en 2006, et après une rénovation de fond en comble, ont permis la relance de la production cinématographique, ce qui renforça l'essor économique dans la région. Ces studios ont notamment accueilli les tournages de films tels que Conan, Les Chemins de la liberté de Peter Weir, ou encore Le Dahlia noir de Brian De Palma.
Expendables 2 signe le grand retour de Chuck Norris au cinéma. L'acteur avait en effet mis un terme à sa carrière après le film Le Sang du diamant, sorti en 2005. Il a finalement décidé de sortir de sa retraite à la demande de Sylvester Stallone.
Pour les besoins du film, un pont a été construit par-dessus la rivière Osam, au nord de la Bulgarie. Le tournage terminé, la construction fut laissée telle quelle et offerte à la population en guise de présent et de remerciement pour leur accueil. De plus, l'équipe s'est déplacée pour tourner dans les impressionnantes grottes que l'on trouve dans cette région, comme le souligne Sylvester Stallone : "Nous avons utilisé les lieux de tournage comme des personnages. Les grottes de Bulgarie sont connues dans le monde entier. On ne peut pas dupliquer un endroit pareil en studio. Certaines d’entre elles sont si vastes qu’on pouvait y faire voler un avion. Ce que nous avons fait ! Elles sont si larges et si profondes qu’elles sont un spectacle à elles seules".
Outre Expendables : unité spéciale, dans lequel Arnold Schwarzenegger avait fait un cameo sans être crédité au générique, ce deuxième opus marque le véritable premier long métrage dans lequel celui qui incarna le Terminator et son ami Sylvester Stallone apparaissent ensemble à l'écran. Dans les années 80, les deux acteurs étaient les deux plus grandes stars de films d'action, et leurs productions étaient bien souvent en concurrence.
La volonté de réaliser Expendables : unité spéciale, puis sa suite, est venue à Sylvester Stallone avec l’avènement récent des films de super-héros. Il a ainsi voulu proposer une vision de l'héroïsme qui serait d'après lui plus réaliste et plus humaine : "Ces types nous renvoient à une époque où les héros populaires étaient des personnages de chair et d’os. Ils n’avaient pas d’autre talent que celui de vouloir survivre et sortir victorieux, même s’ils devaient y laisser la vie. C’est quelque chose qui nous parle à tous. (...) Ils ne jouent pas aux super-héros avec leurs super-pouvoirs".
Avec Expendables 2, le massacre est tout aussi présent dans la réalité qu'à l'écran ! On ne parle pas ici de méchants sbires, mais de pauvres chauves-souris, qui auraient été dérangées pendant leur hibernation par l'équipe du film, quand cette dernière a pris ses quartiers dans la grotte de Devetachkata en Bulgarie. En raison de l'activité excessive du tournage, c'est plus de 22 000 chauves-souris qui auraient trouvé la mort. Une catastrophe qui connut d'ailleurs des suites judiciaires, les autorités ayant déclaré l'invalidité du permis de tournage, et donc des sanctions financières pour les producteurs.
Arnold Schwarzenegger a profité de sa présence en Bulgarie pour tourner non pas un, mais deux films ! L'acteur a en effet enchainé les tournages de Expendables 2 et du film d'action The Last Stand, qui sortira au début de l'année 2013.
Reprenant son rôle de Trench dans ce second opus, Arnold Schwarzenegger n'a pas eu grand chose à faire sur le tournage. Son rôle ne nécessitant que 5 jours de travail, il a profité de son passage en Bulgarie, et de ses anciennes qualités de gouverneur de Californie pour rencontrer le Premier Ministre bulgare. Celui-ci l'honora d'ailleurs en lui remettant la fameuse épée qu'il avait empoignée dans Conan le barbare, en 1982.
L'équipe du film a accueilli dans ses rangs, en plus de nombreux nouveaux gros bras, un invité un peu particulier, en la personne du joueur de tennis professionnel Novak Djokovic. En effet, l'athlète a décroché un petit rôle dans Expendables 2, et s'est ainsi vu offrir la possibilité de donner quelques coups de raquette pour le film, mais pas dans des balles jaunes !
Booker, le nom du personnage incarné par Chuck Norris dans Expendables 2, est une référence à un ancien film d'action légendaire, Le Commando des tigres noirs, sorti en 1978. Dans ce long métrage, l'acteur jouait également le rôle d'un ancien militaire de l'armée américaine, du nom de John T. Booker.
Forte du succès du premier Expendables, qui rapporta près de 275 millions de billets verts dans le monde (dont plus de 100 rien qu'aux États-Unis) pour 80 millions de budget, cette suite s'est vue offrir un budget plus conséquent, à hauteur de 100 millions de dollars.
Le rôle de Billy the Kid, tenu par Liam Hemsworth, devait à l'origine revenir à Taylor Lautner, le célèbre Jacob de la saga Twilight.
En plus de son passage en Bulgarie, où fut tournée la majorité du film, l'équipe de Expendables 2 s'est aussi déplacée à la Nouvelle-Orléans et à Hong-Kong, le temps de quelques scènes, au début de l'année 2012.