Detective Conan est à l’origine une série de mangas créée par Gōshō Aoyama en 1994. Une centaine de tomes ont depuis été commercialisés. Une adaptation animée télévisée a vu le jour en 1996 et se compose d’un millier d’épisodes. La saga a aussi pris d’assaut le grand écran et s’est également déclinée sous la forme d’OAV, d’adaptations live, de jeux vidéo et de produits dérivés. Détective Conan : Le Sous-marin noir est le 26ème film de la franchise. Au Japon, il a dépassé la barre des 12 milliards de yens, devenant le film le plus rentable de l’histoire de la licence.
C'est le deuxième film de la franchise Détective Conan que réalise Yuzuru Tachikawa, après Détective Conan: L'Exécutant de Zéro en 2018. Il raconte : "L'Exécutant de Zero est assez différent de la série Détective Conan. C'est un film très sérieux, destinée aux adultes, notamment en raison de son thème qui est la sécurité intérieure. Dans ce contexte, j'ai fait beaucoup d'efforts pour faire un film qui ressemble à "Conan", et je suis donc heureux que le film ait été accepté dans ce sens. Cependant, la fois suivante, je voulais vraiment faire mieux. À l'époque, j'avais le sentiment que le public avait apprécié le film, mais je n’avais pas vraiment l’impression d’avoir réussi. Conan est une œuvre qui couvre un large éventail de genres et qui peut être appréciée de différentes manières, j'ai donc eu le sentiment que je pouvais créer une œuvre plus large en termes de genre, plus riche."
La plus grande difficulté à laquelle a été confrontée Yuzuru Tachikawa était le nombre important de personnages dans le film, "si bien qu'il devient difficile de savoir ce que chaque personnage fait et quelles émotions il ressent. Nous avons donc pris soin de ne pas embrouiller le spectateur en incluant des scènes d’exposition sur leur but et leur position". Il lui a fallu faire des choix narratifs : "les personnages invités sont tous super. Ils ont tous leur propre histoire, et ça me plait d'insérer des scènes de leur passé dans le film pour faciliter la compréhension de leurs émotions. Mais je ne peux pas le faire pour chacun d’entre eux."
Le film a pour décor Hachijō-jima, une île volcanique japonaise située dans la mer des Philippines. Le réalisateur a choisi l’île d’Hachijo (également appelée "l'île du printemps éternel") car on peut y observer des baleines : "Dans la première mouture du scénario, elles jouaient un rôle très actif. Les baleines viennent en mer autour de l’ile Hachijo de décembre à mars". L'équipe n'a malheureusement pas pu en voir lors des repérages, qui ont été effectués en été durant trois jours. "Nous avons passé notre temps à nous déplacer, à nager dans une mer agitée, ce fut un repérage vraiment éprouvant physiquement. Mais la météo a été favorable, et nous avons pu terminer notre travail sans incident. Le film montre vraiment Hachijojima, et nous espérons que vous viendrez le voir au cinéma et que vous aurez l'impression d'avoir voyagé avec Conan et ses amis !", témoigne Mirei Suzuki, de l'équipe de production.