Les scènes de plongée de Black Sea ont été tournées dans le Medway au nord du comté de Kent, dans l'est de l'Angleterre. Le tournage ayant majoritairement dans l’eau, l’équipe a dû faire face à plusieurs difficultés. Il a même été arrêté pendant quelques temps à cause d’un problème chimique nécessitant de vider un conteneur d’eau, de le remplir et de le réchauffer.
Son personnage étant écossais (d’Aberdeen), Jude Law a dû s’entraîner à développer l’accent du pays. Il a par ailleurs pris du poids et fait beaucoup de musculation afin de développer une carrure imposante.
Kevin Macdonald a rencontré Jude Law par hasard et par dépit, car il ne trouvait pas d’acteur pour incarner le Capitaine Robinson. Le réalisateur changea finalement d’avis sur le comédien et lui proposa le rôle.