La scénariste et réalisatrice Lorene Scafaria a eu l'idée de son film grâce à son envie de fusionner deux genres bien distincts : le film apocalyptique et la comédie romantique. Elle voulait ainsi aller à l'opposé du récit de héros tel qu'on a pu le voir dans Armageddon par exemple, et voulait s'attacher aux réactions de gens ordinaires.
Nancy Carell, la femme de Steve Carell, joue son propre rôle dans le film ! Elle est en effet l'épouse du personnage de Dodge (Carell) qui le quitte dès qu'elle apprend que la Terre va être détruite par un astéroïde. Lors du tournage, cette petite scène d'ouverture fut la dernière à être tournée et, coïncidence, elle le fut le jour même de l'anniversaire de mariage des deux acteurs !
Lorene Scafaria a insisté pour que son histoire se déroule au sein d'une époque contemporaine, mais pas à une date précise. Ainsi, pendant tout le film, aucune date n'est mentionnée, et seule une vague allusion sur un flacon de médicament peut donner un indice sur la période durant laquelle se situe le film.
Comme pour le personnage de Penny (Keira Knightley) dans le film, la question existentielle de savoir quelle musique on emporterait avec soi sur une île déserte ou pendant une catastrophe a remué toute l'équipe pendant le tournage. Chaque nouvelle journée était propice au débat : la réalisatrice Lorene Scafaria emporterait "Coney Island Baby" de Lou Reed, "Pet Sounds" des Beach Boys et un disque des Beatles ; Keira Knightley pencherait plus pour Supertramp ou Talking Heads, et les autres membres de l'équipe ont jeté leur dévolu sur Prince, U2 ou encore Adele !
La réalisatrice s'est inspirée de nombreux films pour Jusqu'à ce que la fin du monde nous sépare, tels que Rendez-vous au paradis d'Albert Brooks (1991) et Chansons du deuxième étage de Roy Andersson (2000). Elle explique ces références par leur capacité à ne pas écraser les personnages et les intrigues par le contexte, ce dernier agissant davantage comme une toile de fond aux rapports humains.
Pour incarner le chien Sorry, qui tient compagnie à Steve Carell et Keira Knightley dans le film, la production a déniché trois chiens, tous venus de chenils de la SPA. Ces chiens "miraculés", de la race des terriers, sont nommés Aleister, Mulligan et Rita. Un quatrième animal dut même être appelé en renfort !
Lors du tournage, l'équipe s'est laissée saisir par certaines superstitions, qui annonçaient la fin du monde pour un jour particulier et à une heure précise. Ce jour venu, tout le monde sur le plateau s'est arrêté de travailler, et a attendu de voir si l'horrible prédiction allait se réaliser. Après quelques minutes, voyant qu'il ne se passait rien, tout le monde s'est simplement préparé pour le plan suivant...
Jusqu'à ce que la fin du monde nous sépare marque le premier passage à la réalisation de Lorene Scafaria. Egalement auteur du scénario du film, elle s'est fait connaitre en 2008 en signant celui d'Une nuit à New York, une comédie romantique avec Michael Cera et Kat Dennings en couple vedette.
Dans Jusqu'à ce que la fin du monde nous sépare, Rob Huebel incarne Jeremy et partage l'affiche avec Steve Carell, la star de la série The Office. Il se trouve que les deux acteurs se sont déjà croisés sur les plateaux de ce show comique à succès. Rob Huebel a interprété le personnage d'A.J. dans les saisons 5 et 7 de la série.
Le tournage de Jusqu'à ce que la fin du monde nous sépare a débuté à la mi-mai 2011 à Los Angeles, et a duré 34 jours au total.