Esta película es el primer gran proyecto de Robert Downey Jr. tras su papel como Iron Man en el Universo Marvel. Según explica el actor, un gran aficionado a las mascotas, las similitudes con su propia vida lo ayudaron a darse cuenta de que debía hacerlo. "Simplemente me sentí sincronizado. Terminó siendo una buena vibra", ha comentado.
El reparto del filme, incluido el de voces en la versión original, cuenta con los ganadores del Oscar Emma Thompson, Jim Broadbent, Octavia Spencer, Marion Cotillard, Rami Malek, y con los nominados Ralph Fiennes, Kumail Nanjiani y Robert Downey Jr.
El filme lo protagoniza Robert Downey Jr., actor que interpreta a Iron Man en el Universo Cinematográfico de Marvel. Curiosamente, una de las voces del reparto es la de Tom Holland, que da vida a Spider-Man en el UCM, y es además un fiel e íntimo amigo de Iron Man.
El director del filme Stephen Gaghan obtuvo el Oscar a Mejor guión por Traffic (2000).
Además de haber sido nominado al Oscar en dos ocasiones, Robert Downey Jr. ha sido premiado con dos Globos de Oro y un premio BAFTA.
Otro de los papeles que ha interpretado Robert Downey Jr. es el de Sherlock Holmes en la saga de Guy Ritchie. Curiosamente Ralph Fiennes interpretaba a su achienemigo el Profesor James Moriarty en la comedia Holmes & Watson (2018).
El director de fotografía del filme es Guillermo Navarro, ganador del Oscar a Mejor fotografía por la película de Guillermo del Toro El laberinto del fauno (2006).
La película se basa en la obra de Hugh John Lofting, creador del personaje del Doctor Dolittle. En 1920 Lofting escribe The Story of Doctor Dolittle, y le seguirían una decena de libros más. La serie sobre este extravagante doctor finalizaría en 1948 con Doctor Dolittle and the Secret Lake.
En 1967 Richard Fleischer dirigió El extravagante doctor Dolittle (1967), protagonizada por Rex Harrison y basada en el personaje creado por Hugh John Lofting.
Varios de los actores del reparto han trabajado a las órdenes de Woody Allen. Selena Gomez en Día de lluvia en Nueva York (2019), Marion Cotillard y Michael Sheen en Midnight in Paris (2011), Antonio Banderas en Conocerás al hombre de tus sueños (2010) y Jim Broadbent en Balas sobre Broadway (1994).
Danny Elfman se encarga de la banda sonora del filme. Elfman ha sido nominado al Oscar en cuatro ocasiones.
Además Robert Downey Jr., Eddie Murphy interpretó a este mismo personaje en la películas Dr. Dolittle (1998) y Dr. Dolittle 2 (2001).
Jessie Buckley, que da vida en el filme a la joven Reina Victoria, fue premiada en el Festival de Sitges por su trabajo en la película Beast (2017).
En la versión original del filme podemos escuchar al actor malagueño Antonio Banderas, que pone su voz al personaje del King Rassouli.
Emma Thompson, Ralph Fiennes, Jim Broadbent, Frances de la Tour y Carmen Ejogo han formado parte del universo Harry Potter y Animales fantásticos.
Originalmente, Randy Newman fue la primera opción para componer la banda sonora de la película, ya que su tío Lionel Newman se involucró en la película original El extravagante doctor Dolittle (1967). Finalmente el compositor del filme es Danny Elfman.
Robert Downey Jr. protagonizó Chaplin (1992), de Richard Attenborough. Curiosamente, Attenborough aparecía en el filme original de Richard Fleischer El extravagante doctor Dolittle (1967).
La película se ha rodado en distintas localizaciones de Inglaterra.