Kiss kiss, bang bang est la première réalisation de Shane Black, qui n'est autre que le scénariste de L'Arme fatale, du Dernier samaritain ou encore d'Au revoir, à jamais, autant de productions à succès signées Joel Silver. Pas étonnant donc que celui-ci prenne sous son aile cet apprenti-réalisateur, auteur d'une comédie policière se situant dans la lignée des films cités précédemment. Pour Joel Silver, "Shane a un style unique qui imprègne tout ce qu'il écrit. Qu'il rende hommage aux conventions d'un genre ou qu'il les bouscule allégrement, tous ses films se distinguent par l'originalité de leurs personnages, de leurs scènes d'action et de leurs inoubliables dialogues."
Avec Kiss kiss, bang bang, Shane Black a tenu à rendre hommage aux histoires de détective privé qu'il a lues au cours de sa jeunesse. "Comme tous les jeunes garçons, je lisais les récits d'aventures des "Hardy boys" et autres "Three investigators", explique le cinéaste, mais c'est dans la section adulte des librairies et bibliothèques que se nichaient mes héros préférés. J'adorais les histoires de détectives, j'en ai littéralement dévoré des centaines."
La jeune Michelle Monaghan, aperçue dans La Mort dans la peau et la série Boston public, a décroché avec Kiss kiss, bang bang son premier grand rôle au cinéma après une audition qualifiée d'"époustouflante" par Shane Black. "Peu importe qu'elle soit une nouvelle venue et qu'elle soit plus jeune que son personnage, elle a tout ce qu'il faut", renchérit Robert Downey Jr.. "Elle est sensationnelle. Son timing est impeccable, elle maîtrise complètement le matériau et elle n'a pas démérité de ces deux poids lourds que sont Robert et Val", témoigne Joel Silver.
Johnny Knoxville fut à l'origine pressenti pour incarner le personnage d'Harry Lockhart.
Pour son rôle de détective privé, Val Kilmer dut se soumettre à un régime sévère en vue de perdre une quinzaine de kilos pris pour le tournage du Alexandre d'Oliver Stone.
Shane Black travailla en étroite collaboration avec le directeur de la photographie Michael Barrett (de la série Les Experts) et le chef décorateur Aaron Osborne (FBI, portés disparus) aux look et ambiances de ce film noir contemporain. Ces derniers, qui sont tous deux fans de l'imagerie des pulp fictions, s'inspirèrent des fameuses illustrations de Robert McGuinness, créateur de certaines des couvertures de polars les plus éloquentes des années 60. Pour renforcer le feeling "film noir contemporain", ils choisirent par ailleurs de "désaturer" les couleurs en postproduction.
Kiss kiss, bang bang a été entièrement tourné à Los Angeles : au Silver Lake, au MacArthur Park, à Long Beach, au night-club The Falcon Room de Sunset Boulevard et au club 40 Deuce. La plupart des scènes furent tournées en décor naturel, à l'exception de la séquence de l'Ambassador Hotel, des intérieurs de la Clinique Dexter et de la chambre où la soeur d'Harmony se fait assassiner.
Ce film a été présenté au Festival de Cannes 2005 en sélection officielle, hors-compétition, et à celui de Deauville la même année.