Esta no es la primera vez que Antonio Banderas se pone en la piel de un personaje real. En Los 33 (2015) da vida al minero Mario Sepúlveda, en Frida (2002) interpretaba a David Siqueiros, y en Evita (1996) era el Che. Otro film basado en una historia real donde participaba el actor malagueño era El Caso Almería (1984), sobre un caso real ocurrido en 1981 donde tres jóvenes fueron erróneamente confundidos por terroristas por la guardia civil.
Después de 15 años sin realizar ningún largometraje para la gran pantalla, este film supone la vuelta al cine del director británico Hugh Hudson, responsable de films como Greystoke, la leyenda de Tarzán, el rey de los monos (1981) y Carros de fuego (1984).
Esta coproducción entre España, Francia y Estados Unidos, ha sido rodada en inglés.
Hugh Hudson fue nominado al Oscar por la película Carros de fuego (1984).
Altamira se ha rodado en diversas localizaciones de Cantabria, como Santillana, Santander o Castro Urdiales, donde transcurrieron verdaderamente los hechos.
Además de Altamira, la propia productora Morena Films también está trabajando en un documental, con el mismo título, sobre las famosas pinturas rupestres de la cueva de Altamira. El documental lo dirige José Luis López-Linares, que es además guionista del film que protagoniza Antonio Banderas.