Avec Sur la piste de la grande caravane, Burt Lancaster retrouve pour la seconde fois John Sturges, réalisateur qui l'avait dirigé dans un de ses rôles les plus marquants, dans la peau du fameux Wyatt Earp dans Règlement de comptes à O.K. Corral, où l'acteur avait d'ailleurs pour partenaire son complice Kirk Douglas.
Censé se dérouler au Colorado, Sur la piste de la grande caravane a en fait été tourné au Nouveau Mexique, où l'équipe du film fut confrontée aux plus fortes précipitations enregistrées depuis 50 ans dans cette région. Les pluies torrentielles emportèrent les tentes ainsi que quelques éléments du décor et posèrent, bien sûr, quelques problèmes pour les prises de vue.
Tourné cinq ans après Les Sept mercenaires, dont le triomphe international avait donné au western une nouvelle jeunesse, Sur la piste de la grande caravane sort sur les écrans au moment même où les deux premiers films de Sergio Leone, Pour une poignée de dollars et Et pour quelques dollars de plus commencent de déferler en Europe et en Amérique. Après avoir donné au western des accents maniéristes qui transformait les classiques affrontements en rituels annonçant Leone, John Sturges lui donne ici une tonalité plus parodique, avec la complicité amusée de Burt Lancaster.