Le titre original fait référence au monologue du spectre d'Hamlet, lorsqu'il demande à son fils de le venger tout en épargnant sa mère : "Elle appartient au ciel (Leave her to heaven) et aux ronces qui logent dans son coeur".
Pêché mortel remporta quatre nominations aux Oscars en 1946 (Meilleure photographie, Meilleure actrice pour Gene Tierney, Meilleurs décors et Meilleur son) et reçut la statuette d'or de la Meilleure photographie pour ses images colorées et lumineuses. A signaler que la couleur était encore rarement utilisée à l'époque.
Le rôle d'Ellen, dans Pêché mortel, fut d'abord prévu pour Rita Hayworth, qui déclina finalement l'offre, au profit de Gene Tierney.
Pêché mortel fut tourné en extérieurs au Nouveau-Mexique et au Wyoming.