Après avoir un temps envisagé de filmer un héros masculin, Mamoru Oshii décide finalement que le personnage principal d'Avalon sera une femme. Problème, Malgorzata Foremniak, qui incarne Ash, est blonde, alors que le cinéaste désire une actrice aux cheveux sombres pour coller à l'atmosphère lourde de son film. Malgorzata Foremniak sera donc coiffée d'une perruque noire tout au long du tournage.
De l'aveu même de son réalisateur, les images d'Avalon sont retouchées à plus de 80% par ordinateur. Des effets spéciaux classiques à la couleur des scènes, l'informatique a été utilisée à de nombreuses reprises. En retravaillant digitalement le visage de son héroïne Ash, Mamoru Oshii a ainsi pu contrôler jusqu'au clignement de ses yeux !
Film lyrique malgré son atmosphère sombre, Avalon peut compter sur les talents conjugués de Mamoru Oshii et de son compositeur attitré Kenji Kawai. Une nouvelle collaboration pour un duo qui s'est rencontré en 1987, pour le premier film en prises de vue réelles de Mamoru Oshii, Lunettes rouges. Comme Ghost in the Shell, Avalon est illustré avec une partition classique faisant la part belle aux choeurs.
Technologiquement recherché, Avalon est le premier film japonais à utiliser le système sonore Dolby Digital EX Format 6.1. Développé pour les besoins de Star wars : épisode 1 - La Menace fantôme, le 6.1 utilise les 5 canaux habituels (avant gauche, avant droit, centre avant, arrière gauche, arrière droit) auquel s'ajoute un sixième canal situé au centre arrière. Le tout pour une spatialisation du son encore plus forte.
Fervent admirateur du cinéma polonais, Mamoru Oshii, réalisateur d'Avalon, trouva en Pologne l'atmosphère sombre idéale pour son film. Parti avec l'intention d'utiliser une équipe technique japonaise, le metteur en scène change vite d'avis et décide de ne prendre qu'un assistant et une scripte japonais. Techniciens et acteurs seront donc originaires de Pologne, le film tourné en polonais, principalement dans les environs de la ville de Wroclaw.