L'idée du film est venue après le succès au box-office du film d'animation La Grande aventure Lego. Fort de ses 469 millions de dollars de recette dans le monde, Warner a décidé de faire 2 autres films Lego de super-héros dont ce spin-off autour du personnage de Batman. De ce fait la date de sortie de la suite directe de La Grande aventure Lego a été repoussé, ce qui permettra aux créateurs d'ajouter de nouveaux personnages dans Lego 2.
Après avoir officié en tant que superviseur des effets visuels et chef-monteur sur La grande aventure Lego, Chris McKay prend cette fois les commandes de son premier long-métrage avec Lego Batman.
Il y a près de trente ans, Billy Dee Williams incarnait le personnage d'Harvey Dent dans le Batman de Tim Burton. Aujourd'hui, l'acteur retrouve enfin ce rôle en prêtant sa voix à Double-Face dans le film d'animation Lego Batman. La logique aurait voulu qu'il se glisse sous les traits de son alter ego, le méchant Double-Face, dans une suite du classique de 1989, évolution de carrière qu'il appellait d'ailleurs de ses voeux. Mais la saga changea de direction et Billy Dee Williams n'incarna pas le bad-guy, le rôle revenant finalement à Tommy Lee Jones dans Batman Forever.
Si Michael Cera, Ralph Fiennes et Rosario Dawson incarnent Robin, Alfred et Batgirl en version originale, c'est Rayane Bensetti, l'animateur Stéphane Bern et la youtubeuse Natoo qui ont été choisis pour leur donner vie en version française. À noter également que les footballeurs Antoine Griezmann et Blaise Matuidi ont été choisis pour prêter leurs voix à Superman et Flash. Quant à Batman, il est campé par Will Arnett depuis La grande aventure Lego.
Si la plupart des personnages sont directement issus des comics, l'apparence de certains est clairement inspirée des longs métrages. Par exemple, le Pingouin ressemble à celui campé par Danny DeVito dans Batman, le défi, Poison Ivy s'inspire du look d'Uma Thurman dans Batman & Robin, Catwoman est calquée sur Halle Berry dans le film de Pitof et Double-Face prend les traits de Billy Dee Williams qui a incarné Harvey Dent dans le Batman de Burton.
Dans un très court passage de la bande-annonce, on découvre que le Joker est doté d'une certaine sensibilité. Lui qui aurait souhaité être le méchant attitré de cette franchise DC Comics apprend avec beaucoup de déception que Batman lui a préféré le temps d'un film un autre adversaire, à savoir Superman. Une révélation qui fait bien sûr figure de clin d'oeil au long métrage de Zack Snyder sorti en mars 2016.
Dans une des bandes-annonces du film, le personnage d'Alfred parle des épisodes de 2016, 2012, 2008, 2005, 1997, 1995, 1992, 1989 et de celui bizarre de 1966. Le majordome fait bien sûr référence aux différentes adaptations de Batman à travers les âges, de Batman V Superman à The Dark Knight en passant par Batman Forever ou Batman, le défi. L'épisode "bizarre" de 66 est en effet celui réalisé par Leslie H. Martinson avec Adam West dans le bat-costume.
Dans les bandes-annonces, on peut entendre la chanson "Black & Yellow" interprétée par le rappeur américain Wiz Khalifa. Sorti en 2010, le tube a connu une seconde vie après avoir été utilisé dans les trailers de Lego Batman. La même chose est arrivée lors de la sortie de Deadpool en 2016 ; en effet, le film de super-héros a remis au goût du jour la chanson "X Gon’ Give It To Ya" de DMX qui datait de 2003 ! Rap et super-héros font donc bon ménage ! La chanson de Wiz Khalifa correspond parfaitement à la volonté du Batman du film d'être un mec cool et branché après les versions très sérieuses et sombres de Christopher Nolan et Zack Snyder.
On en a rêvé, Chevrolet l'a fait ! Le constructeur automobile s'est associé aux étudiants de la Cody Rouge Community de Detroit pour façonner une Batmobile entièrement constituée de Legos et aux dimensions réelles : un peu moins de deux mètres de haut, plus de cinq mètres de long et trois de large. En outre, le véhicule est muni de "stud shooters" à sa taille - des lanceurs de petits projectiles-jouets. La voiture a été conçue en reproduisant fidèlement le modèle présent dans le film Lego Batman. Le site ComingSoon apporte d'ailleurs ces précisions : 1 833 heures de travail, 344 187 briques de Légo utilisées pour un gros bébé qui pèse pas loin de 750 kg (ce sont surtout les pneus qui sont lourds !)... sacré boulot !