Natalie Portman y Joel Edgerton ya habían trabajado juntos en Star Wars: Episodio III - La venganza de los Sith (2005), donde ella interpretaba a la bella Padmé, mujer de Anakin Skywalker, y él a Owen Lars, hermanastro del caballero Jedi y encargado del cuidado del hijo de la pareja, Luke. Por cierto que Ewan McGregor era Obi-Wan Kenobi en este film y en la segunda saga de Star Wars.
El director Gavin O'Connor ha trabajado varias veces con el actor Noah Emmerich. En los films Cuestión de honor (2008) y El milagro (2004), además de en la serie The Americans, en la que O'Connor dirigió varios capítulos. La venganza de Jane (2015) es su cuarta colaboración juntos.
Michael Fassbender, Bradley Cooper y Jude Law fueron algunos de los actores que se barajaron para participar en el proyecto. También fueron considerados otros actores como Tobey Maguire, Joseph Gordon-Levitt, Tom Hiddleston y Jake Gyllenhaal.
Antes de elegirse a Gavin O'Connor para dirigir el film, su directora original iba a ser Lynne Ramsay (Tenemos que hablar de Kevin ).
La película fue rodada en Nuevo México.