L'idée de Aux yeux des vivants est venue aux réalisateurs Julien Maury et Alexandre Bustillo en imaginant un épisode fictif de l'enfance de Stephen King qui aurait pu le marquer suffisamment pour faire de lui l'écrivain qu'il est aujourd'hui. Seul le trio d'adolescents confrontés à un événement traumatisant est resté.
Deux films servirent d'inspirations principales à Aux yeux des vivants : Stand by me, de Rob Reiner, et Massacre dans le train fantôme, de Tobe Hooper, notamment pour la relation entre le tueur et son fils, isolés qu'ils sont du reste du monde.
Alors qu'ils cherchaient à l'origine une fête foraine désaffectée comme lieu principal de tournage, les deux réalisateurs ne trouvèrent rien qui convenait à leurs envies et besoins. La seule existante qui ne soit pas une reconstitution en studio en Europe se trouvait en plein milieu de la capitale bulgare, Sofia, intégrée à l'environnement urbain et en état de fonctionnement. Ils découvrirent cependant par hasard, dans cette même région, un vaste studio de cinéma abandonné en pleine cambrousse. Le chef décorateur Marc Thiébault engagea par la suite une équipe technique sur place, en Bulgarie, pour finaliser les décors du film.
Contrairement à leurs précédents films, Livide et A l'intérieur, où les personnages négatifs étaient des femmes, Julien Maury et Alexandre Bustillo voulurent faire du méchant de Aux yeux des vivants "un vrai boogeyman, dans l’esprit de Jason et de Michael Myers". Le tueur revient donc sur les poncifs du cinéma d'horreur américain, masqué, taciturne, décisif, tout en y apportant la patte du cinéma de genre français.
Béatrice Dalle fait partie de tous les films du duo de cinéastes depuis A l'intérieur, que ce soit en tant que figurante ou personnage principal. On la retrouve de nouveau dans Aux yeux des vivants, dans un rôle secondaire mais primordial. Chloé Coulloud, Manu Lanzi et Dominique Frot avaient déjà travaillé pour les metteurs en scène dans leurs précédents longs-métrages. Quant aux adolescents pris pour cible par le tueur, Theo Fernandez, Zacharie Chasseriaud et Damien Ferdel, ils s'imposèrent vite aux réalisateurs mais certains d'entre eux muèrent entre la fin du tournage et les prises de post-synchronisation, ce qui ne facilita le travail ni aux acteurs ni aux ingénieurs du son.
Anne Marivin n'est pas une habituée du cinéma d'horreur. Si elle a accepté le projet, ce n'est d'ailleurs pas en raison de son genre, qui ne l'attirait pas particulièrement, mais de la qualité des dialogues et de la véracité des personnages, selon ses dires.