Ce drame criminel est basé sur une histoire vraie, celle d'Aileen Wuornos, une prostituée qui a commis six meurtres entre 1989 et 1990. Elle a été arrêtée, jugée et condamnée à mort. Pendant douze ans, celle qui fut considérée comme la première tueuse en série d'Amérique a attendu l'accomplissement de la sentence dans un pénitencier de Floride.
La réalisatrice Patty Jenkins, à l'origine du projet, a approché Aileen Wuornos quelques mois avant son exécution, tout comme Charlize Theron pour la préparation au rôle. La cinéaste a su gagner la confiance de l'accusée et de son amie, convaincues de sa sincérité objective. La nuit précédant son exécution, Aileen permit à Patty Jenkins d'avoir accès à une somme épistolaire unique qui a nourri le film et la façon pour Charlize Theron de jouer le personnage.
C'est durant le tournage de Braquage à l'italienne que Charlize Theron a reçu le scénario de Patty Jenkins. L'actrice se souvient : "D'habitude, je ne lis rien lorsque je tourne pour rester concentrée, mais devant l'insistance de mon agent, j'ai fini par céder. Pour moi, cela allait au-delà d'un excellent scénario. Parce qu'il tirait sa matière d'une réalité, parce qu'au lieu de la réduire, il lui donnait au contraire toute sa dimension, j'ai tout de suite voulu m'engager dans le projet".
Charlize Theron a également choisi de devenir coproductrice du film pour garantir son engagement et l'indépendance du projet.
Dans le film, Charlize Theron qui interprète Aileen Wuornos, est totalement méconnaissable. Afin de pouvoir jouer la tueuse en série, elle a dû totalement changer d'apparence physique. Dans le but de ressembler à son modèle, l'actrice a beaucoup donné d'elle-même. Outre un masque en latex et de fausses dents qu'elle arborait durant toute la durée du tournage, elle a pris une quinzaine de kilos.
Brittany Murphy et Kate Beckinsale ont un temps été pressenties pour incarner Selby Wall, la petite amie d'Aileen, rôle qui fut finalement attribué à Christina Ricci.
En 2004, pour sa composition de la prostituée meurtrière Aileen, Charlize Theron a remporté de nombreuses récompenses parmi lesquelles l'Oscar de la Meilleure actrice, l'Ours d'argent de la Meilleure actrice et le Golden Globe de la Meilleure actrice dans un drame.