Ultraviolet a été entièrement tourné dans le nouveau format haute définition avec des caméras Sony 950 et rejoint la liste des rares films à l'avoir été avant lui : Star wars : épisode II - L'Attaque des clones et Star wars : épisode III - La Revanche des Sith. Kurt Wimmer a longuement hésité avant de décider de tourner avec ce format. Il aura fallu qu'il rende visite à Georges Lucas sur le tournage de Star wars : épisode III - La Revanche des Sith et que celui ci lui montre toutes les possibilités qu'offrait cette caméra pour qu'il décide de se lancer.
C'est la Chine que Kurt Wimmer a choisi pour planter le décor de son monde futuriste. Il a tout de suite été intéressé par son architecture novatrice et impressionnante. Plusieurs séquences du film ont été tournées au coeur de Shangaï, comme par exemple dans la Tour de l'Oriental Pearl TV , au Musée des Sciences et Technologies, au Centre de Convention, à la Banque de Chine, au Centre d'Information de Shanghai et dans la Tour Jin Mao qui, avec ses 420 mètres de haut, est la plus haute de Chine et la quatrième plus haute du monde.
Milla Jovovich ayant commencé sa carrière de mannequin et d'actrice étant enfant, a immédiatement éprouvé de l'empathie à l'égard du jeune Cameron Bright. Le courant est tout de suite passé entre les deux acteurs. Milla Jovovich cherchait à rendre le tournage le plus agréable et le plus drôle possible pour Cameron Bright, allant même jusqu'à demander à son compagnon de l'époque John Frusciante, le guitariste des Red Hot Chili Peppers, de lui apprendre à jouer de la guitare.
Kurt Wimmer a auditionné des centaines de jeunes garçons pour trouver l'interprète idéal du mystérieux Six. C'est finalement Cameron Bright qui a été retenu, ses prestations dans Godsend, expérience interdite
Ultraviolet n'est autre qu'une version moderne de Gloria de John Cassavetes datant de 1980. Kurt Wimmer désirait raconter une nouvelle version de Gloria, dans laquelle une femme et un enfant essaient d'échapper à la Mafia, sous forme d'un film d'action et d'aventure à l'inspiration B.D.
Le montage du film a été complètement retravaillé par le studio, qui n'aimait pas la version finale de Kurt Wimmer.
Le réalisateur Kurt Wimmer a écrit le scénario en pensant à Milla Jovovich pour interpréter le rôle de l'héroïne principale. Il a d'ailleurs déclaré à son propos : "Milla possédait le talent, la beauté, et la capacité physique de jouer un personnage complexe et fascinant.". L'actrice qui a accepté, a déjà été vu dans des films de science-fiction notamment Le Cinquième élément et Resident evil.
Le personnage de Violet incarné par Milla Jovovich utilise une variante plus authentique du "Gun Kata", une forme de combat mélangeant la fusillade et les arts martiaux. Cette technique avait déjà été utilisée par Kurt Wimmer dans son précédent long-métrage Equilibrium.
Durant le tournage, Kurt Wimmer a demandé à Milla Jovovich de le frapper afin d'aider la comédienne à faire les scènes d'action. Le réalisateur a eu un oeil au beurre noir pendant plusieurs semaines.
Un teaser et une scène d'action d'Ultraviolet ont été diffusés sur Internet après qu'elles aient été montrées à un petit groupe de personnes. Kurt Wimmer a depuis exigé que tous les extraits soient retirés afin de garder le film secret.