Comme il en était également question dans Du sang et des larmes et Deepwater, les précédents films réalisés par Peter Berg, Traque à Boston est basé sur une histoire vraie, à savoir l'attentat du marathon de Boston de 2013 et la chasse à l’homme des frères Tsarnaev.
Le double attentat (deux bombes ont explosé) du marathon de Boston en avril 2013, résultant de l'action terroriste de deux individus ayant grandi aux Etats-Unis, a fait trois morts et 264 blessés. Le commissaire de la police de la ville Ed Davis (joué dans le film par John Goodman) explique : "Le Patriots Day est un événement majeur dans la vie de Boston. Nous le fêtons depuis fort longtemps, fiers de faire partie d’une ville qui a joué un rôle majeur pendant la Révolution. Nous avons vécu l'attaque de ces deux individus comme une insulte personnelle, si bien que nous avons riposté avec la même force."
Traque à Boston marque la troisième collaboration entre Mark Wahlberg et Peter Berg après Du sang et des larmes et le récent Deepwater. Là encore, l'héroïsme américain symbolisé par le personnage de Wahlberg est un thème central du film.
Les attentats de Boston ont inspiré un autre film, Stronger, avec Jake Gyllenhaal dans la peau d'une victime de l'attaque aidant la police à traquer les coupables. Le long métrage s'est tourné devant la caméra de David Gordon Green.
A l'origine, le natif de Boston Mark Wahlberg ne souhaitait pas prendre part à un film centré sur les attentats ayant eu lieu dans cette ville. L'acteur changea néanmoins d'avis après avoir lu le scénario écrit par Peter Berg, Matt Cook et Joshua Zetumer.
Plusieurs comédiens du film avaient déjà travaillé ensemble. C'est par exemple le cas de Mark Wahlberg qui retrouve J.K. Simmons (après Contrebande) et John Goodman (après Transformers: L'âge de l'extinction et The Gambler). Simmons collabore également à nouveau avec Melissa Benoist qui était au casting de Whiplash.
Vincent Curatola incarne le (bref) rôle de Thomas Menino, le maire de Boston. Cet acteur habitué aux personnages secondaires dans des films de gangsters s'était glissé dans la peau de Johnny 'Sack' Sacramoni, un chef mafieux pragmatique et sans pitié, durant 33 épisodes de la série culte Les Soprano.
Le scénario du film s'est construit via plusieurs sources. Parmi elles, le magazine d'investigation "60 Minutes" qui a diffusé un reportage sur l'attentat moins d'une semaine après l'attaque. Par ailleurs, Peter Berg et ses équipes ont mené plusieurs entretiens avec des rescapés, des premiers secours, des commissaires de la police de Boston, des agents du FBI, des policiers du Massachusetts ainsi que des responsables d'associations et d'organisations ayant participé au sauvetage.
Dans l'ensemble, la production a utilisé environ 70% des lieux réels des événements pour tourner Traque à Boston. Par ailleurs, beaucoup de personnes ayant participé au Marathon de Boston en 2013 et vécu le choc de l'attentat étaient présentes sur le plateau.
Pour accentuer le tension et le réalisme de Traque à Boston, des images d'archives ont été mêlées aux plans du film. Le directeur de la photographie Tobias A. Schliessler confie : "On a choisi de tourner le film comme un documentaire, ainsi on a pu y intégrer les images des chaînes d'info sans perturber le spectateur ou détourner son attention."
Si plusieurs des personnages principaux de Traque à Boston sont inspirés de personnes ayant réellement existé (comme par exemple ceux campés par John Goodman, Kevin Bacon et le jeune couple blessé), celui de Mark Wahlberg résulte d'un mélange de plusieurs policiers et urgentistes présents au moment des faits.
Themo Melikidze et Alex Wolff campent les des deux terroristes, Tamerlan Tsarnaev, 26 ans, et son frère Dzhokhar Tsarnaev, 19 ans. Peter Berg a cherché à faire en sorte que ces deux personnages soient représentés comme deux jeunes hommes à la personnalité complexe et totalement embrigadés dans une idéologie extrémiste qui n'a rien à voir avec les grands principes de l'islam. A noter que Themo Melikidze est à l'affiche de la série 24: Legacy centrée sur le terrorisme.
4 500 figurants ont été choisis au terme d'auditions organisées par la directrice de casting Angela Peri deux semaines avant le début du tournage. Parmi eux, environ 150 avaient des dialogues à apprendre, 1 500 avaient été policiers et 250 médecins ou infirmiers.
Le budget de Traque à Boston est estimé à 45 millions de dollars. A titre de comparaison, les précédents films réalisés par Peter Berg, à savoir Very Bad Things, Bienvenue dans la jungle, Friday Night Lights, Le Royaume, Hancock, Battleship, Du sang et des larmes et Deepwater avaient respectivement coûté 10, 85, 30, 70, 150, 209, 40 et 110 millions de dollars.
Pour filmer les scènes se déroulant au sein du QG du FBI près du port de Boston, un entrepôt géant a été aménagé. "On n'a pas pu tourner sur les lieux mêmes de Black Falcon car ils ont été modernisés depuis 2013", précise le chef-décorateur Tom Duffield.
Dans le but que les scènes du marathon soient crédibles, Peter Berg et ses équipes ont pu filmer le vrai marathon du 16 avril 2016. 30 000 coureurs ont participé à ce dernier et un demi-million de spectateurs les ont admirés.
Les explosions à Boylston Street n'ont pas été tournées sur la vraie rue de Boston mais à South Weymouth où une réplique grandeur nature de la zone (autour de la ligne d'arrivée du marathon) a été construite. La raison : tourner sur les vrais lieux des attentats aurait été irrespectueux des victimes. Le chef décorateur Tom Duffield se souvient :
"C'est pour l'essentiel une reconstitution des principaux sites où les deux explosions se sont produites. A savoir la zone autour de la ligne d'arrivée où nous avons réuni tous les vendeurs de 2013 dans les gradins, les barricades, les tribunes des juges et même les drapeaux. Nous avons installé ces deux décors à la même distance l'un de l'autre que sur Boylston Street ; lorsque l'équipe des effets visuels est intervenue, ils ont pu travailler sur des décors qui étaient à la bonne échelle."