Un espion ordinaire s'intéresse à l'histoire vraie de l'homme d'affaires Greville Wynne et de sa source russe Oleg Penkovski dit "Ironbark" : celui-ci a aidé la CIA à pénétrer le programme nucléaire soviétique durant la Guerre froide, ce qui mit fin à la crise des missiles de Cuba.
Suite à l'élection présidentielle américaine de 2016, Tom O'Connor s'est intéressé à l'histoire de l'espionnage entre les Etats-Unis et l'Union soviétique. Le scénariste explique : "Oleg Penkovsky, campé par Merab Ninidze dans le film, était une source d'informations majeure pour les Américains en URSS. L'un des livres que j'ai lus disait que le contact de Penkovsky était un civil britannique du nom de Greville Wynne. C'est à ce moment-là que mon instinct de scénariste s'est réveillé". Après avoir bâti l'intrigue à partir de plusieurs sources, il a écrit une première mouture et l'a envoyée à des producteurs, dont Ben Pugh, qui a été séduit par le projet.
Après La Taupe et Imitation Game, Benedict Cumberbatch poursuit dans la veine des récits d'espionnage historiques avec Un espion ordinaire. "Les espions offrent une matière formidable aux comédiens parce qu'ils jouent sur le travestissement et les identités multiples, et que leurschangementsd'identitésont d'une rapidité sidérante", confie-t-il.
Tom O'Connor s'est abondamment documenté sur Wynne et Penkovsky. Leurs rapports sont évoqués dans plusieurs ouvrages, mais seulement par bribes : "J'ai trouvé suffisamment d'informations pour comprendre l'essentiel. La plupart des faits demeurent classés Secret Défense, si bien que découvrir ce qui s'est vraiment passé est parfois difficile – d'autant que chaque camp a produit beaucoup de désinformation. Les gens n'avaient pas forcément envie que tout soit consigné par écrit de manière officielle."
Le réalisateur Dominic Cooke, le directeur de la photographie Sean Bobbitt, le chef-costumier Keith Madden et la chef-décoratrice Suzie Davies venaient de collaborer à un film qui avait ressuscité les années 1960 : Sur la plage de Chesil, drame romantique porté par Saoirse Ronan et Billy Howle.
Dominic Cooke a voulu donner l'impression que Moscou et Londres se ressemblent : "Bien entendu, elles ne sont pas si semblables que ça, notamment pour des raisons architecturales, mais je ne voulais surtout pas mettre en avant leurs différences."
Pour retrouver l'architecture de l'époque, l'équipe a sillonné l'Europe de l'Est pour dénicher des bâtiments de style comparable. La chef-décoratrice Suzie Davies souhaitait un style imposant et oppressant, traduisant une volonté de domination. Certains extérieurs de Moscou ont été tournés à Prague et dans d'autres régions de la République tchèque, et certains intérieurs au Royaume-Uni. Pour le QG de la CIA à Langley, les extérieurs ont été filmés en République tchèque et les intérieurs à Londres.
A l'origine, les producteurs et le réalisateur voulaient caster Merab Ninidze pour jouer Gribanov, l'officier du KGB, mais ils ont finalement décidé de lui confier le personnage de Penkovsky en raison de son audition de qualité. Dominic Cooke confie : "J'avais vu Merab Ninidze dans la série McMafia et j'avais trouvé qu'il y était épatant. Bien entendu, il est géorgien, mais il a vécu à Moscou, si bien qu'il connaît très bien les lieux où se déroule le film."
Pour Benedict Cumberbatch, Un espion ordinaire est d'une totale actualité : "En quatre ans, on a assisté à la remise en question des vieux traités nucléaires entre la Russie et les États-Unis, à la tension croissante entre Trump, la Corée du Nord et la Chine, alors même qu'on développait, puis qu'on tournait le film. Un espion ordinaire nous a semblé d'une actualité brûlante, et c'était plutôt terrifiant."
Les personnages sont conservateurs et n'ont rien d'extravagant, ce qui se ressent sur la façon dont ils s'habillent. Le metteur en scène Dominic Cooke développe au sujet des costumes : "On s'est surtout attachés aux tissus. Ce n'était pas comme aujourd'hui, où on peut trouver tout ce qu'on veut. Les gens n'avaient pas beaucoup de vêtements différents et si on appartenait à la classe moyenne, on avait deux costumes, pas plus. La plupart des gens n'avaient pas de gros moyens et les vêtements n'étaient pas aussi bon marché qu'ils le sont aujourd'hui, proportionnellement aux revenus."