Originalmente Fénix Oscura fue conceptualizada con un aspecto "ardiente" para la película. Fue renovado en la post-producción para parecer más "cósmico".
Esta es la cuarta película en la que James McAvoy ha tenido que afeitarse la cabeza, después de X-Men: Apocalypse (2016), Múltiple (2017) y Glass (2019).
Hans Zimmer es el autor de la banda sonora de la película. Aunque el compositor decidió retirarse de la composición de películas de superhéroes después de haber trabajado en partituras para Batman, Superman, Wonder Woman y Spider-Man, Simon Kinberg lo convenció para trabajar en esta película.
Para esta película el director Simon Kinberg tomó como influencia Logan (2017), para hacer que la película fuera menos estilizada y más natural.
Aunque que la película se estrenará en los Estados Unidos como 'Dark Phoenix', a nivel internacional se lanzará como 'X-Men: Dark Phoenix', probablemente para comercializar más claramente la película como dentro de la franquicia X-Men.
Esta película también tiene lugar en los años 90, igual que otro filme de Marvel estrenado en 2019: Capitana Marvel.
Esta es la tercera película de la franquicia de películas de X-Men en la que Jean Gray se convierte en Fénix Oscura, después de X-Men: La decisión final (2006) y X-Men: Apocalipsis (2016).
Sophie Turner estudió sobre enfermedades mentales para preparar su papel de Fenix Oscura.
Esta es la primera película de Jessica Chastain para Marvel. Curiosamente ella rechazó los papeles de Maya Hansen en Iron Man 3 (2013) y de Hope Van Dyne en Ant-Man (2015).
Además de dirigir este filme, Simon Kinberg también ha sido el guionista de X-Men:Días del futuro pasado (2014), X-Men: Apocalipsis (2016) y X-Men: La decisión final (2006).
X-Men: The Dark Phoenix es la adaptación cinematográfica a los cómics de 'La saga de Fénix Oscura' (como se han llamado en español) considerada como una de las mejor historias de los cómics de X-Men. En ellos se cuenta la transformación de Jean Grey (interpretada por Sophie Turner) a Fenix y después a Fenix Oscura (hecho que se empieza a introducir en X-Men 2 y X-Men: la batalla final)
La película tendrá lugar en 1992, año en que los comics de X-Men fueron relanzados con nuevos diseños de vestuario y un nuevo espectáculo de dibujos animados, X-Men (1992).
The Dark Phoenix Saga, donde Jean Grey es tomada por la entidad Phoenix, ya fue tratada en X-Men: La decisión final (2006), pero esta película será una adaptación más directa y completa.
La actriz Jessica Chastain confirmó su participación en la saga a través de una publicación en su cuenta de Instagram, donde subió dos imágenes de ella misma junto a James McAvoy, que iban acompañadas del siguiente texto: "Ey @jamesmcavoyrealdeal, ¿estás preparado para que llegue a Montreal? Te voy a hacer llorar muchísimo", además de un emoji con un diablillo sonriente.
Esta secuela se anunció tres semanas antes del lanzamiento de X-Men: Apocalipsis (2016).
Simon Kingber debuta en la dirección con este filme.
Según algunos rumores Angelina Jolie iba a formar parte del reparto del filme. Finalmente no participa en la película.
James McAvoy y Jessica Chastian trabajaron anteriormente en La desaparición de Eleanor Rigby (2014).
Es la primera película de X-Men en la que no aparece Hugh Jackman.
La película se lanza el mismo año que otro filme con la palabra "oscuro" en el título. Esa película es Terminator: Destino oscuro (2019).