Фильм снят по мотивам графического романа Энтони Джонстон «Самый холодный город» (2012) о противостоянии разведок в годы холодной войны.
Незадолго до съёмок Джеймс МакЭвой сломал руку во время работы над триллером «Сплит» (М. Найт Шьямалан, 2016), поэтому экшн-сцены в фильме «Взрывная блондинка» давались ему нелегко.
На подготовку проекта к съёмкам у исполнительницы главной роли и продюсера Шарлиз Терон ушло 5 лет.
Во время съёмок Шарлиз Терон сломала два зуба.