Chaos Walking est adapté de "La Voix du couteau", premier roman de la trilogie littéraire de science-fiction "Le Chaos en marche" ("Chaos Walking" en VO) de Patrick Ness. "Le Cercle et la Flèche" et "La Guerre du bruit" sont les deux autres tomes.
Initialement, c’était Robert Zemeckis qui devait chapeauter le projet derrière la caméra. Bien qu’il ait passé la main à Doug Liman en 2016, le réalisateur de Retour vers le futur reste au générique de Chaos Walking en tant que producteur.
Malgré un tournage lancé en 2017, la production de Chaos Walking a dû faire des reshoots en 2019, après des projections tests peu convaincantes.
Mads Mikkelsen campe l'antagoniste principal de Chaos Walking, le cruel maire David Prentiss. Le comédien danois avait déjà joué le méchant dans les blockbusters Casino Royale et Doctor Strange.
Durant le tournage, Tom Holland s'est cassé le nez lors d'une scène de combat avec un cascadeur qui lui a accidentellement asséné un coup. Le comédien s'est aussi évanoui lorsqu'il a tourné une séquence durant laquelle il a dû retenir sa respiration sous l'eau.
Avec un budget estimé à 125 millions de dollars, Chaos Walking est le deuxième film le plus cher réalisé par Doug Liman après Edge of Tomorrow et ses 178 millions. A titre de comparaison, La Mémoire dans la peau avait coûté 60 millions et Mr. & Mrs. Smith 110 millions.