Le film aurait pu être réalisé par David Cronenberg : celui-ci avait même écrit les premiers jets du script avant que le choix ne fut reporté sur Paul Verhoeven.
Pour créer le personnage de Johnny Taxi, Rob Bottin, le responsable du maquillage, a moulé le visage du comédien Robert Picardo. Les deux hommes s'étaient rencontrés sur le film Legends de Ridley Scott. Robert Picardo interprétait la sorcière des marais Meg Mucklebones.
Ronald Shusett caressait ce projet dès 1975, mais ce n'est qu'après le succès d'Alien (Ridley Scott, 1979), dont il écrivit le scénario avec Dan O'Bannon, qu'il en eut les moyens.
Le film fut tourné en extérieur à Mexico pour les séquences terrestres, et dans les studios Churubusco de cette même ville pour les séquences martiennes.
Total Recall est librement adapté de la nouvelle We can remember it for you wholesale, de Philip K. Dick.
Il était prévu que ce soit David Cronenberg qui mette en scène Total Recall. Il avait même écrit quelques ébauches du scénario jusqu'à ce que Paul Verhoeven s'attèle au projet.
Le personnage d'Arnold Schwarzenegger, Doug Quaid, prend pour nom d'emprunt "Brubaker" quand il remplit sa fiche d'hôtel. Il s'agit là du nom du capitaine qui aurait du être le premier homme envoyé sur Mars dans le film Capricorn One (Peter Hyams, 1978).
Certains éléments de Total Recall ne sont pas sans parenté avec la célèbre et farfelue "trilogie littéraire en cinq volumes" de Douglas Adams, Le Guide du Routard Galactique. On peut notamment citer l'idée du robot excessivement poli et prévenant, le fait de nouer une serviette autour de sa tête pour se cacher, ou encore la prostituée à trois seins.