La Grande attaque du train d'or est une adaptation d'un roman de Michael Crichton, Un Train d'or pour la Crimée. Celui-ci est lui-même fondé sur un fait historique : le premier hold-up ferroviaire de l'histoire, en 1855.
La réalité historique y est cependant largement malmenée au profit d'une narration romancée. Cet acte criminel fut en fait mené par quatre personnes et non trois, et sans qu'ils soient repérés à aucun moment. Il fallut des mois pour que la compagnie de chemin de fer reconnaisse que le vol ne pouvait avoir eu lieu que durant le trajet. De même, une fois les auteurs du forfait retrouvés, ceux-ci ne réussirent pas à s'échapper de prison.
A l'instar du Superman de Richard Donner (1978), La Grande attaque du train d'or est dédié à titre posthume au célèbre chef opérateur Geoffrey Unsworth, décédé pendant le tournage de Tess de Roman Polanski (1979), peu après avoir signé la photographie de ces deux films. Il s'était, auparavant, déjà brillamment illustré sur des films tels que 2001 L'Odyssée de l'espace (Stanley Kubrick, 1968), Le Crime de l'Orient-Express (Sidney Lumet, 1974) ou encore Un Pont trop loin (Richard Attenborough, 1977).
Etant donné l'importance du train dans le film, filmé sous de nombreux angles, il était indispensable d'utiliser un véritable train en mouvement et non un décor animé. Mieux encore, il fallait obligatoirement avoir recours à une authentique locomotive à vapeur, mais cela n'alla pas sans problèmes.
En premier lieu, il s'avéra que le modèle envisagé n'était pas assez puissant pour tirer toutes les rames ; une locomotive à diesel supplémentaire, soigneusement camouflé en wagon de marchandises, vint donc épauler la locomotive principale.
Conséquence inattendue, le train avait cette fois-ci une vitesse trop élevée. Sean Connery, qui devait tourner plusieurs séquences courant sur les toits des wagons, était particulièrement sensibilisé à ce problème. Sur sa suggestion, des estimations furent réalisées à l'aide d'un hélicoptère calquant sa vitesse sur celle du train : il s'avéra que ce dernier allait à environ 90 km/h au lieu des 55 km/h prévus !
Enfin, Michael Crichton lui-même fut victime de brûlures : la locomotive à vapeur, d'où il fut obligé de filmer certaines des scènes, crachait en effet irrégulièrement de petits morceaux de braises... qui enflammèrent ses cheveux !
Wayne Sleep, qui incarne "Clean" Billy dans La Grande attaque du train d'or, est en fait un des plus brillants danseurs classiques britanniques, faisant partie de la prestigieuse Royal Ballet Company. Son entraînement physique lui permit de réaliser lui-même ses cascades dans le film, y compris lorsqu'il escalade les murs de la prison de Newgate.
De même, Sean Connery exécuta en personne toutes les scènes sur le sommet du train.