Фильм снимался на протяжении двух лет в обстановке строгой секретности в Польше (город Лодзь) с местными актёрами, а затем съёмочная группа переехала в Лос-Анджелес, где доснимала оставшиеся сцены.
«Внутренняя империя» целиком снята на цифровую камеру. По окончании съёмок Дэвид Линч сказал, что впредь всегда будет работать только с цифровой видеокамерой.
В фильме появляются три человека, одетых в большие кроличьи костюмы: два из них сидят на диване, третий гладит бельё. Кроликов озвучивают Наоми Уоттс, Лора Хэрринг и Скотт Коффи. Все трое актёров уже играли у Линча в фильме «Малхолланд Драйв», а кроме того, Скотт Коффи снял для Уоттс экспериментальный фильм «Элли Паркер».
Песню «Ghost of love» в фильме исполняет сам Линч.