• 该片开拍于2010年3月27日，6月19日杀青。定稿版剧本139页，共153场戏。外景地包括东京都、茨城县、神奈川县、埼玉县、福岛县、群马县、千叶县、长野县共一都七县。
• 为了体现时代感，工作人员花了不少时间在关东地区近县寻找具有昭和气息的地方。片中举办交谊舞部新 生欢迎派对的筱冢别墅其实是建于1929年的产华顶博信公爵府，该建筑是国家有形文化财产。此外，江利子、典子等角色的发型装扮也充分反映了当时的流行时尚。
• 堀北真希本人是《白夜行》的粉丝，高中时代就读过这部小说。
• 片中的交谊舞场景由日本舞蹈运动联盟、东部日本学生竞技舞蹈联盟的成员参与拍摄。海宝舞蹈学校的海宝修出任本片的舞蹈顾问，指导演员们的舞姿。据说堀北真希苦练了数月的交谊舞，跳会了两曲，但她的舞蹈镜头大多被剪掉了。
• 《白夜行》的拍摄正好和《大奥》撞期。堀北真希不得不两头跑，一会儿演蛇蝎女，一会儿演清纯女，两个角色完全相反，这段经历相当辛苦。
• 亮司擅长剪纸，片中多次出现他的剪纸画。为该片提供剪纸作品的是目前旅居法国的剪纸艺术家苍山日菜，她曾入选美国《新闻周刊》杂志世界百位最受尊敬的日本人。
• R&Y开张这场最后的高潮戏摄制于长野县松本市的著名历史建筑Harmonie Bien内，这场戏共动用了三百多名群众演员。
• 高良健吾透露，深川荣洋导演会和演员们一起琢磨角色，因为思虑过多拍戏过程中瘦了六公斤。
• 由于片中有不少刑侦场面，摄制组延请了曾经当过警察的饭田裕久出任顾问。饭田为《相棒》、《临场》、《跳跃大搜查线3》等诸多和警察有关的影视作品做过参谋。令人叹惋的是，饭田于2010年7月2日辞世，没能看到该片的问世。
• 影片交代了警察笹垣润三的背景，给他安排了一段痛失爱子的悲剧往事，而这在小说和电视剧版中都是空白。