• 片中拍摄战争戏时，印小天的腿被群众演员拿着的道具枪的枪托砸中了，流血不止，后经军医现场处置仍留下了一块伤疤。
• 5月13日，大型抗战史诗故事片《百团大战》剧组来张家口宣钢老厂区、黄羊滩等地取景拍摄。据了解，宣钢的老厂区因为独特的年代风貌，成为取景拍摄的重要原因。
• 邓超因为剧中角色左手受伤，只用一只手扳开保险再打枪。
• 为了塑造张自忠这个形象，邓超之前细查资料，考虑到张将军的年龄问题邓超两天没有刮胡子，如果导演不需要，现场再刮掉。
• 印小天非常感激导演在现场教会了他炮兵的专业手势。
• 吴越阐述每天在现场，和1000多名战士一起冒着酷暑风沙工作，她唯一想的是不能丢女演员的脸。唯一能做的就是，太阳晒，风沙吹她就背过脸去站着。告诉自己经历了这些，虽然是拍电影，但是希望还是所有人能更珍惜没有子弹得过的天空。
• 陶泽如坦言，饰演彭德怀这个角色对自己有相当大挑战，因为自己之前对彭德怀元帅的了解几乎是空白，自己只能边拍边积累，阅读了大量关于彭元帅的传记，丰富自己对人物形象的塑造。
• 陶泽如阐述平时几乎没有骑过马，而第一场戏便是骑马奔腾的场面。因为马的颠簸幅度大，自己险些跌落马下，最后不得不找专业马师在前方引领。
• 黄金班底打造“生死一战” 电影局长张宏森亲自改剧本。
• 该片导演宁海强曾执导过电影《弹道无痕》、《歼十出击》、电视剧《新四军》等获奖作品；张玉中曾执导过《忠诚与背叛》《风云1927》等重大革命历史题材作品。
• 片中用刀的装备道具2000多套、假枪2000多支、假炮60多门、各种弹药箱3000多个，还有一些陈设的大小道具等，一共出库道具60多卡车，占用库房3000多平方米。诸如像铁轨装甲车、日式掷弹筒，还有国军的战防炮、八路军的辣椒弹等反映特殊时期敌我双方的军备实力差异的特殊道具也都经过精心设计和考究。
• 爆炸戏根据拍摄现场和故事实际发生地的环境、土质反复进行效果实验。西营坞战役以黑黄土质为主、关家垴以沙黄土质为主、在调兵山拍摄的娘子关火车站一役以黑色土质为主、黄崖洞以白石灰色为主等。确保爆炸效果既真实又有质量。
• 影片中使用的国军机炮兵装备包括：德式PAK式战防炮、炮弹及炮弹箱、九二重机枪、皮子弹带弹夹、垫肩、马克沁重机枪、捷克轻机枪、六零迫击炮、八二式山炮、七五式山炮等；日军的机炮兵装备有：歪把子重机枪、九二重机枪、马克沁重机枪、捷克轻机枪、七五式山炮、九二步兵炮、六零迫击炮、九二式改良型步兵炮等。
• 北京军区某装甲团受邀协助拍摄电影。
• 导演第一眼觉得邓超扮演张自忠将军在气质上很像，他心目中的张自忠就应该是邓超这样子的。
• 2015年是中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年，为纪念拍摄此片。
• 影片的拍摄用了66天的时间，而后期的制作也用了将近两个月。
• 影片除了在北京进行取景外，还在全国多个地方如张家口宣钢老厂区、涿州、黄羊滩等地进行取景拍摄。
• 电影上映首日，以3360万位居票房排名第二位 。3天破亿，上映8天票房累计3亿。截至2015年9月22日，票房累计4.04亿。
• 片中张自忠在牺牲之前，日军还没攻上来时，看到躺在身边战死的士兵扶正士兵军帽、用手轻轻抚摸士兵脑袋，这一幕戏完全是邓超临场发挥。
• 片中有段游击队员和当地老百姓半夜破坏敌人交通线的场景，为了还原当年的铁路，摄制组特地搭建了一条枕木铁路以供拍摄。