Un temps annoncé comme le 4e opus de la saga Cloverfield, Overlord n'a finalement aucun lien avec la franchise de SF composée de Cloverfield, 10 Cloverfield Lane et The Cloverfield Paradox.
Julius Avery a été particulièrement interpelé par le scénario en raison de son contexte historique. Son grand-père, vétéran australien de la campagne d’Afrique du Nord des Alliés pendant la Seconde Guerre mondiale, lui racontait ses souvenirs et son expérience quand il était enfant : "Il me faisait assoir sur ses genoux et me montrait ces photos sidérantes. Depuis cette époque, je rêvais de faire un film se déroulant pendant la Seconde Guerre mondiale".
Parmi la bande de parachutistes d'Overlord, on trouve un soldat noir interprété par Jovan Adepo. Le producteur J.J. Abrams se souvient : "Pendant les auditions, on m’a rappelé que si on avait respecté scrupuleusement la vérité historique, les parachutistes auraient tous été blancs car la ségrégation frappait aussi l’armée". Il se défend : "Mais s’il n’y avait effectivement pas de soldats noirs dans une unité comme celle du film dans la vraie vie, il n’y avait pas non plus de monstres qui se cachaient sous les églises ! Du coup, on a décidé d’ouvrir le casting à tous et on a réuni des comédiens magnifiques. Et même si ce n’est pas d’une parfaite exactitude historique, c’est follement divertissant !"
Wyatt Russell a failli ne pas tourner dans Overlord en raison... de sa coiffure ! Engagé sur la série d'AMC Lodge 49, dans lequel il joue un ancien surfeur négligé, l'acteur ne pouvait pas changer de coiffure ni se raser. L'équipe d'Overlord a dû négocier pendant des mois avant d'avoir l'autorisation de lui couper les cheveux. Des extensions lui ont été ensuite ajoutées pour qu'il soit crédible dans la série. La productrice Lindsey Weber se souvient : "On l’a raccompagné aux studio AMC en personne afin que les producteurs puissent inspecter sa chevelure de près".
Mathilde Ollivier incarne le seul personnage féminin du film. Inconnue du grand public, cette Française qui débute a séduit d'emblée le réalisateur : "Elle a été formidable, dans sa manière de s’approprier le scénario et dans ses prouesses physiques. À mon avis, elle pourrait devenir une héroïne de films d’action géniale si elle le souhaitait. Dans Overlord, elle combat les ennemis en se servant d’un véritable lance-flammes !"
Joe Farnsworth, ancien Marine qui a participé aux opérations Bouclier du désert et Tempête du désert et qui a été instructeur spécialisé dans le maniement des armes et les tactiques opérationnelles à Camp Pendleton, a été consultant sur le tournage : "Au départ, j’ai été contacté par la chef-cascadeuse Jo McLaren qui m’a demandé si elle pouvait me confier l’entraînement d’acteurs pour un film situé pendant la Seconde Guerre mondiale, mettant en scène des parachutistes. Il fallait qu’on ait le sentiment que les acteurs soient des militaires professionnels, si bien que j’ai aussitôt eu l’idée d’un camp d’entraînement".
Celui-ci a été assez éprouvant pour les acteurs, qui n'avaient accès ni au téléphone, ni à la télévision, ni à quelque confort moderne que ce soit. "Quand on a débarqué sur place, personne ne savait à quoi s’attendre. Le programme que le sergent Farnsworth nous a annoncé n’était guère réjouissant ! Pour être honnête, il a même été assez déprimant, et je crois que la plupart d’entre nous étions terrorisés. En fin de compte, c’était difficile et déroutant. Et stressant", se souvient Jovan Adepo.
Farnsworth est un habitué des plateaux de tournage puisqu'il est consultant technique et doublure cascades depuis plus de vingt ans. Il a notamment travaillé sur les séries Band of Brothers et The Pacific.
Deux chefs-opérateurs se sont succédés sur Overlord : Fabian Wagner, contraint de quitter le tournage pour s'occuper d'un proche malade, et Laurie Rose. Ils ont privilégié un style visuel flamboyant, aux antipodes des films de guerre filmés dans des tons sépia et désaturés. La production a choisi de filmer avec des objectifs anamorphiques, plus anciens que les objectifs modernes et plus chargés d'histoire : "on ne voulait pas de la netteté et de la précision des nouvelles lentilles" explique Julius Avery.
Le prothésiste Tristan Versluis a travaillé en étroite collaboration avec Julius Avery pour mettre au point l'esthétique des monstres du film. Pour l'un d'entre eux à la peau couverte de cloques, le réalisateur a débarqué sur le plateau avec... un champignon ! Versluis se souvient : " Il était noir mat, boursouflé et répugnant. Il me l’a donné en me disant : ‘Je veux que ça ressemble à ça !’ Du coup, on s’est servi de ce champignon pour la peau couverte de cloques, et on a fait quelques tests pour voir comment la lumière s’y reflétait".