The Mumbai Murders prend pour point de départ Raman Raghav, un serial killer tristement célèbre pour avoir assassiné une quarantaine de personnes à Bombay dans les années 1960. Le réalisateur souhaitait à l'origine mettre en scène un biopic sur ce criminel mais reconstituer les années 1960 exigeait un budget qu'il n'avait pas : "J’ai utilisé ce fait divers pour l’inscrire dans le contexte politique actuel, ce qui m’est apparu au bout du compte beaucoup plus riche et pertinent. Mon récit ne s’intéresse plus à Raman Raghav mais à deux incarnations du Mal et à l’histoire d’amour qui les unit".
The Mumbai Murders aborde des sujets difficiles comme l'inceste, les violences faites aux femmes, le poids de la tradition... Le réalisateur souhaitait les traiter de manière réaliste mais sans être trop frontal : "Ces choses là existent très profondément dans la société indienne et je désire en parler, non pas pour que le public soit mal à l’aise mais pour qu’il s’interroge sur ces phénomènes".
Le réalisateur Anurag Kashyap s'est fait connaître avec Gangs of Wasseypur - Part 1 et 2, films de gangster présentés à la Quinzaine des réalisateurs en 2012. Il retourne sur la Croisette l'année suivante avec le thriller poisseux Ugly.
Si le réalisateur a souvent recours à la violence dans ses films, c'est "pour bousculer le spectateur. Je vis dans une société coercitive, en raison de la religion, de l’idéologie et de l’absence de liberté dont souffrent les Indiens. Dès que je trouve quelque chose extrême, je l’injecte dans mes films". Il souligne toutefois que les scènes de meurtre sont en grande majorité hors-champ dans The Mumbai Murders afin de laisser l'imagination du spectateur jouer.
À l'instar de ses précédents longs-métrages, Anurag Kashyap joue avec la narration dans The Mumbai Murders, lassé des récits traditionnels des autres productions de son pays : "J’ai envie d’affirmer mon style. Je souhaite m’investir dans des films dont les histoires ne sont pas formatées. Je veux qu’ils stimulent l’imaginaire des gens et qu’ils viennent du coeur".
Ce travail sur la chronologie se construit dès l'écriture et non pas au montage : "Je tourne vite. J’ai fait ce film en un mois et avec peu de décors, pour réduire les coûts de production".
Le réalisateur revient sur la relation particulière qu'entretiennent les deux personnages principaux de son film, le tueur et le policier : "Mon film est une love story. Ramana, le tueur, est le miroir de Raghavan, le policier. Ils ne sont pas amoureux l’un de l’autre, au sens traditionnel du terme, mais le tueur identifie chez le policier la même nature malsaine que la sienne. La seule chose qui les différencie, c’est le statut de représentant de la Loi de Raghavan, qui lui donne l’autorisation de tuer. [...] Ramana tombe amoureux du potentiel criminel qu’il voit en Raghavan. Il se reconnaît en lui".
Dans le rôle de la petite amie du policier, on trouve Sobhita Dhulipala, Miss Univers 2013, qui fait ses débuts devant la caméra. Le réalisateur se souvient : "Quand elle s’est présentée au casting, je ne la connaissais pas du tout mais elle était si convaincante que je n’ai même pas souhaité la revoir pour d’autres essais. Elle s’est complètement investie dans le rôle, de manière quasi obsessionnelle, sans se soucier de son apparence, ce qui m’a surpris de la part d’une gagnante d’un concours de beauté !"