Douglas confia d'abord l'écriture du script à Howard Fast, l'auteur du livre. Le résultat fut un véritable désastre (selon les mots de l'acteur-réalisateur), et la tâche fut confiée à Dalton Trumbo. Ce dernier, toujours sur la terrible "liste noire" anti-communiste de MacCarthy, ne pouvait signer le film de son véritable nom, et travailla sous le pseudonyme de Sam Jackson pendant toute la production de Spartacus. Grâce à ce film et son producteur, il retrouvera sa véritable identité au générique.
Douglas compléta rapidement le casting, et reçut les accords de Laurence Olivier, d'abord intéressé par le rôle principal (avec qui il a déjà tourné Au fil de l'épée , 1959), Charles Laughton, et Peter Ustinov. En revanche, l'interprète féminine fut difficile à trouver. Après le refus ou la défection d'Ingrid Bergman, Elsa Martinelli, Jean Simmons, et Jeanne Moreau, le choix se porta sur une parfaite inconnue d'origine allemande, Sabina Bethmann. Quant au choix du metteur en scène, le problème fut semblable. Ainsi se succédèrent David Lean, Martin Ritt (alors au chômage), puis Universal imposa Anthony Mann.
Le tournage débuta le 27 Janvier 1959. Très vite, Douglas tomba en désaccord complet avec Anthony Mann. Le vendredi 13 Février, le réalisateur était renvoyé (il retrouvera Douglas en 1965 pour Les Héros de Télémark ). Certaines scènes tournées par le metteur en scène figurent au montage final (les mines de pierre, et l'école des gladiateurs). Il est remplacé par Stanley Kubrick, alors âgé de 32 ans, jeunesse qui glaçait les commanditaires du film. Douglas avait auparavant travaillé avec lui sur Les Sentiers de la gloire (1957). La production se réorganisa, l'actrice Sabina Bethmann fut remerciée pour faire place à Jean Simmons.
Kubrick dut faire face à d'autres problèmes. Tout d'abord, il dirigea des acteurs-réalisateurs qui avaient tous leur avis sur la mise en scène. Ainsi, Laurence Olivier se plaignit à Douglas du manque d'expérience du jeune metteur en scène et regrettait le départ de Mann. Laughton, quant à lui, demanda à Ustinov de réécrire ces dialogues, tandis que Douglas proposa systématiquement d'autres emplacements pour la caméra. De plus, le tournage se compliqua : Jean Simmons se fit opéré d'urgence, Tony Curtis se déchira le tendon d'Achille pendant une partie de tennis, et Kirk Douglas attrapa un virus.
C'est début 1957 que naquit l'idée de transposer au cinéma Spartacus, le roman d'Howard Fast (également connu pour les amateurs de la série noire sous le nom de E.V Cunningham). Kirk Douglas, qui venait de lire le scénario de Ben-Hur , désirait jouer le rôle titre. Le réalisateur, William Wyler (avec qui l'acteur avait déjà tourné Histoire de détective , 1951), lui proposa alors de jouer le personnage de Messala, le "méchant" du film. L'acteur, déçu, refusa et laissa la place à Charlton Heston.
A la fin de cette même année, Edward Lewis, un producteur délégué travaillant pour Douglas au sein de sa société de production Bryna, lui apporta le roman Spartacus. Emballé, Douglas prend une option pour les droits cinéma, et proposa le film à United Artists, firme à laquelle il venait de faire gagner beaucoup d'argent avec Les Vikings , qu'il avait également coproduit. Cette major refusa le projet, prétextant avoir un scénario identique en projet, s'intitulant The Gladiators, avec Yul Brynner. Ce film, qui devait être dirigé par Martin Ritt, ne verra jamais le jour. Furieux, Douglas soumit alors le film à Universal, qui accepta sous réserve d'avoir un scénario plus complet, une affiche prestigieuse, et d'imposer leur metteur en scène.
Tourné en 167 jours (dont 6 semaines pour la scène de la bataille finale), Spartacus sortit sur les écrans américains le 7 octobre 1960. Kubrick alors sous contrat avec Douglas, désavoua le film, pour son montage final d'une durée de 184 mn. Le metteur en scène tira les leçons de cette expérience : il exigea d'avoir dorénavant le final cut sur tous ses films. Bien que Spartacus fût un succès public à sa sortie,les recettes ne remboursèrent pas le budget du film. Ce dernier réapparut dans les salles en 1991 dans une version augmentée de 14 mn. On peut y voir notamment une séquence évoquant l'homosexualité des rôles tenus par Curtis et Olivier. Le son de cette scène étant perdu, Tony Curtis se doubla lui même, tandis que Anthony Hopkins s'essayera sur la voix du regretté disparu Laurence Olivier.
Douglas déclare dans son livre de mémoire Le fils du chiffonnier : "Spartacus occupa 3 ans de ma vie, plus de temps que n'en passa le véritable Spartacus à guerroyer contre l'empire romain".
A l'origine, Kirk Douglas souhaitait confier le rôle de sa compagne à Jeanne Moreau, mais l'agent de la comédienne lui expliqua qu'elle jouait à ce moment dans une pièce de théâtre qui devait rester pendant encore un mois à l'affiche. Moreau reconnu plus tard qu'elle aurait dû faire le film avec Douglas.