C'est le producteur Jerry Bresler qui engagea, pour la Columbia, le cinéaste devenu célèbre pour la qualité des séries télévisées qu'il réalisait et écrivait alors (The Westerner, L'Homme à la carabine) et pour le succès critique de son précédent film, Coups de feu dans la sierra. Les choses s'envenimèrent très vite entre le réalisateur dont les exigences augmentaient la durée du tournage et la Columbia qui réduisit le budget et exigea des délais plus courts que prévu.
Sam Peckinpah souhaitait au départ que le rôle de Sam Potts soit attribué à Lee Marvin. Mais l'acteur réclamait un cachet trop onéreux pour la production. C'est l'agent de ce dernier qui recommanda au cinéaste de faire appel à James Coburn.
Comme il n'existait au départ aucun personnage féminin dans le scénario, Sam Peckinpah écrivit le rôle de Teresa Santiago pour Senta Berger alors âgée de 22 ans. Il s'inspira de la vie de l'actrice - une Viennoise mariée à un médecin - pour créer ce personnage. La comédienne retrouvera le réalisateur pour Croix de fer, en 1976.
Parmi les acteurs fétiches de Sam Peckinpah figurent James Coburn, qui tourna à trois reprises dans Major Dundee, Pat Garrett et Billy le Kid et Croix de fer sous la direction du cinéaste, et Warren Oates qui s'illustra dans quatre de ses films : Coups de feu dans la sierra, Major Dundee, La Horde sauvage et Apportez-moi la tête d'Alfredo Garcia. Quant à L.Q. Jones, il jouera dans les 3 derniers films cités et dans Pat Garrett et Billy le Kid et Un nommé Cable Hogue. Il sera également au générique de Casino de Martin Scorsese, et de The Last Show de Robert Altman.
Durant le tournage, Charlton Heston et Richard Harris ne parvinrent pas toujours à mettre de côté leur ego, se considérant comme de véritables concurrents. Preuve de certains comportements puérils de leur part : tous deux n'arrêtaient pas de rehausser leurs talons pour paraître plus grand que l'autre. Harris avaient également pour habitude de passer son temps à boire et arriver en retard sur la plateau, ce qui ne plaisait pas au reste de l'équipe.
Charlton Heston proposa de donner son salaire pour permettre au tournage de continuer avec davantage de moyens, ce qui, contre toute attente, fut accepté par le studio.
Le tournage se déroula essentiellement en extérieurs au Mexique en 1964. Sam Peckinpah utilisa comme décors naturels l'hacienda Cienega Del Carmen, un désert situé près de Parras, la villa Hermosa ou encore le Rio Nazas, à proximité de Torréon / Durango. Les problèmes de météo et l'omniprésence des scorpions rendirent plus difficiles les conditions de tournage.
La version montée par Sam Peckinpah durait 2h40, mais la Columbia refit un montage ramenant la durée du film à moins de deux heures et fit disparaître une partie de son extraordinaire singularité.