• 大卫·芬奇最早邀导演这部电影，但后来离开去导演《狗镇议员》(2005)，但之后又离开了《狗》剧的导演职位。最初他执导的《碟中谍3》的故事情节是关于非洲人体器官黑市交易而展开的斗争。
• 斯嘉丽·约翰逊原先在这部电影中扮演一个角色，但是去年由于《逃出克隆岛》的失败，她对商业大片失去了信心，于是推掉了《碟中谍3》的合同，专心发展她的独立电影。之后凯瑞·拉塞尔接替了她的位置。
• 在2004年3月，汤姆·克鲁斯曾向德国政府提出要求，希望能在德国议会大厦拍摄一些镜头，但他的要求被拒绝了。
• 片中原有Nyah Nordoff Hall一角色，考虑由桑迪·牛顿来扮演，但她想用更多时间跟家人在一起而放弃了，后来这个角色在剧中改名为Leah Quint，由Carrie-Anne Moss来扮演，但当J.J·艾布拉姆斯接手导演大任后，这个角色被完全从故事中删掉了。
• 那辆爆炸的兰博尔吉尼牌汽车没有引擎。
• 影片中伊森·亨特家的内景是在导演J.J·艾布拉姆斯家里拍的。
• 这部电影的前任导演乔·卡纳汉由于在2000年导演滨《缉毒特警》给汤姆·克鲁斯留下了深刻印象而得到了导演《碟中谍3》的职位。但由于他们对这部电影的风格没能达成共识，所以在开拍前离开了，他的离去使影片的拍摄拖延了一年。
• 影片外景拍摄辗转于三个国家，其中包括在意大利罗马台伯河、上海西塘古镇、金茂大厦黄浦隧道，而在美国加州、弗吉尼亚和华盛顿的戏份则占据了影片绝大篇幅。