Très impliqué dans le projet, Russell Crowe a remanié, avec l'accord du scénariste et de Ron Howard, des passages entiers du scénario. Ainsi, la scène où le personnage se met à rire après le passage des éboueurs a été initiée par l'acteur lui-même.
En partie fictif, Un homme d'exception se base sur la vie de John Forbes Nash Jr., brillant mathématicien, ancien élève de la très prestigieuse école de Princeton, inventeur de la "théorie des jeux" qui remet en cause les fondements économiques dictés par Adam Smith. Engagé en pleine guerre froide pour déchiffrer d'éventuels messages codés russes dans la presse, John Forbes Nash Jr. vivra sa mission trop intensément et est interné au bout de quelques années, atteint de schizophrénie paranoïde. En 1994 pourtant, il est le lauréat du Prix Nobel en sciences économiques.
Avec son évocation de la vie d'un homme sur pas moins de 47 ans, Un homme d'exception se devait d'avoir un planning de tournage précis. Dans un souci d'authenticité, Ron Howard pencha pour un tournage dans la continuité de l'action. Une pratique rare à Hollywood, que Ron Howard avait toutefois déjà expérimenté sur American Graffiti de George Lucas pour lequel il était acteur et sur Apollo 13, en tant que metteur en scène cette fois.
Basé sur le livre de Sylvia Nasar, le scénario d'Un homme d'exception a été confié à Akiva Goldsman, scénariste du Client, Batman & Robin ou encore Perdus dans l'espace. Un auteur concerné par le sujet puisque ses parents, respectivement psychiatre et pédopsychiatre, sont les fondateurs de l'une des premières résidences pour enfants schizophréniques des Etats-Unis.
Une partie de l'action d'Un homme d'exception se déroulant dans la célèbre école de Princeton, Ron Howard a obtenu l'autorisation de tourner à l'intérieur même du campus, dont le décor n'a, selon l'aveu même des techniciens du film, que peu changé en 50 ans. D'autres campus ont également été visités, comme ceux de la Fairleigh Dickinson University dans le New Jersey ou ceux de la Fordham University dans le Bronx.
John Forbes Nash Jr. et son interprète Russell Crowe n'avaient pas eu l'occasion de se rencontrer avant le début du tournage d'Un homme d'exception. Ce fut chose faite pendant les prises de vue, lorsque le célèbre mathématicien se rendit sur les plateaux du film de Ron Howard. De même, Jennifer Connelly, qui incarne Alicia Nash, la femme de John Forbes Nash Jr., put rencontrer son modèle en cours de tournage.