La photographie de Sans espoir de retour est signée Pierre-William Glenn, célèbre directeur de la photographie français, qui avait déjà éclairé d'autres films à ambiance noire comme Série noire et Le Choix des armes d'Alain Corneau.
Sans espoir de retour est adapté du roman homonyme de David Goodis, l'un des maîtres américains du roman noir, déjà à la base du scénario de Tirez sur le pianiste de François Truffaut ou La Lune dans le caniveau de Jean-Jacques Beineix. David Goodis avait été proche de Samuel Fuller avant sa mort en 1967.
La chanson de générique de Sans espoir de retour a été composée conjointement par Samuel Fuller et Keith Carradine, l'une des vedettes du film.