Contrairement aux deux précédentes productions Dark Castle, Le Vaisseau de l'angoisse n'est pas le remake d'un film d'horreur des années 50 ou 60. respectivement tournés en 1999 et 2001, La Maison de l'horreur et 13 fantômes étaient tous deux des ré-adaptation d'oeuvres signées William Castle, en l'occurrence La Nuit de tous les mysteres et 13 ghosts.
Le Vaisseau de l'angoisse a été en grande partie tourné en Australie, notamment aux Studios Warner Roadshow dans lesquels le producteur Joel Silver avait déjà financé Matrix.
L'aventure du paquebot "Antonia Graza" montré dans le film, qui ressurgit 40 ans après sa disparition, est en partie inspirée de faits réels, comme l'histoire du "Marie-Céleste", un deux-mats parti de la ville américaine de Charleston pour rallier Londres et découvert deux mois après sa mystérieuse disparition au large de Tripoli, intact mais désert.
Refusant le recours aux effets spéciaux numériques pour des raisons de crédibilité, Steve Beck n'a pas non plus voulu tourner sur un véritable navire, craignant l'espace réduit dans ce genre de bâtiment. Le réalisateur et ses équipes ont donc décidé de créer de toute pièce le paquebot "Antonia Graza". Différentes techniques ont ainsi été utilisées, comme le recours au modèle réduit ou la construction en taille réelle de certaines parties du navire comme la proue et le pont. 250 personnes ont par ailleurs été mobilisées pour vieillir le navire avant sa redécouverte quarante ans après sa disparition.
Le Vaisseau de l'angoisse, deuxième réalisation de Steve Beck après 13 fantômes, est la troisième production de la société Dark Castle Entertainment après La Maison de l'horreur et 13 fantômes. Lancée par Robert Zemeckis et Joel Silver, la société de production s'est donnée pour objectif de lancer un film d'horreur à budget réduit tous les ans vers la période d'Halloween.
Certaines scènes aquatiques s'avérant particulièrement éprouvantes, la production du Vaisseau de l'angoisse a assigné à chaque acteur des doublures. Gabriel Byrne s'est même vu attribué un mannequin grandeur nature qui affichait la particularité d'être... waterproof.