Scooby-Doo 2 n'est autre que la suite de Scooby-Doo, réalisé par le même cinéaste, Raja Gosnell. L'idée de mettre en scène un deuxième épisode de cette adaptation du célèbre dessin animé paraissait être une évidence au vu des recettes engendrées par le premier volet aux Etats-Unis (153,3 millions de dollars).
Les comédiens Freddie Prinze Jr. et Sarah Michelle Gellar forment un vrai couple en dehors des plateaux. Ce n'est pas la première fois qu'ils travaillent sur un même film. Ils ont déjà collaboré sur Souviens-toi... l'été dernier, Scooby-Doo et à un degré moindre sur Elle est trop bien, Sarah Michelle Gellar n'y faisant qu'une apparition clin d'oeil.
Seth Green a rapidement trouvé sa place dans la bande, puisqu'il a joué durant deux saisons dans la série Buffy contre les vampires aux côtés de Sarah Michelle Gellar et a partagé avec Freddie Prinze Jr. l'affiche de Par amour pour Gillian.
Scooby-Doo 2 fut tourné à Vancouver du 14 avril au 28 juillet 2003. Une bonne partie de ces 73 jours fut consacrée à des scènes de poursuite et d'action. Le chef cascadeur J.J. Makaro utilisa à plusieurs reprises des harnais fabriqués par l'équipe des effets spéciaux, permettant aux acteurs de "voler" dans toutes les directions, avec un minimum d'inconfort et un maximum de sécurité.
Coolsville jouant un rôle central dans le film, le chef décorateur Bill Boes créa avec son équipe une soixantaine de décors. Les principaux intérieurs furent édifiés sur trois plateaux de Vancouver. La métropole et ses environs fournirent également les extérieurs, relookés pour les besoins de l'action.
Boes et son équipe habillèrent ainsi astucieusement la Galerie d'Art de Vancouver en Musée du Crime pour la séquence d'ouverture. Le parc des loisirs du vieux Wickles et son ancienne mine furent par ailleurs créés à Britannia Beach le long de l'autoroute côtière.
L'utilisation de nouveaux programmes informatiques permit d'affiner le look de Scooby-Doo par rapport au premier film. De nombreuses améliorations subtiles ont ainsi été apportées à son pelage, à l'expression de ses yeux et à son animation.
Durant les prises de vue ont été utilisés deux mannequins tridimensionnels, grandeur nature, qui serviraient ultérieurement de repères volumétriques pour éclairer la réplique infographique du chien. Un ridgeback fut également amené sur le plateau avant chaque plan de Scooby-Doo pour permettre aux équipes techniques d'étudier les jeux de lumière sur son pelage.
Les techniciens des effets visuels utilisèrent enfin une caméra spéciale captant avec précision les moindres reflets de couleurs sur Scooby-Doo, de façon à renforcer l'illusion de sa présence dans le champ.
Matthew Lillard avoue avoir visionné avant le début du tournage quantité de films de Charles Chaplin pour étudier sa gestuelle. Cette préparation au rôle de Sammy l'a aidé à trouver le tempo des gags physiques.
Un gag qui n'a pas été retenu au final devait figurer dans le film. Il s'agissait de voir Scooby-Doo se transformer en sa version animée, puis en George W. Bush, au moment où il ingurgite une potion spéciale. Mais les studios Warner Bros. préfèrent opter pour la solution consistant à métamorphoser provisoirement le célèbre chien en Diable de Tasmanie, version Looney Tunes.