Todd Haynes necesitaba la aprobación de Bob Dylan para poder usar su música en la película. En 1998 Bowie le denegó los derechos de sus canciones para que los incluyera en Velvet Goldmine, por lo que Haynes no quería que se diera el mismo caso así que escribió una página con el tratamiento de la película (el concepto más un breve desarrollo de personajes) el cual Dylan aprobó. Costó aproximadamente seis años sacar la película adelante por problemas de financiación.
Colin Farrell fue elegido originalmente para interpretar el personaje de Robbie Clark pero tuvo que recharzarlo para ser ingresado en una clínica de rehabilitación por su adicción a los calmantes. Fue reemplazado por Heath Ledger. Curiosamente, meses más tarde Farrel fue quien reemplazó a Ledger en 'El imaginario del Doctor Parnassus' (2009) tras su muerte.
Diferentes personajes de la película fueron inspirados por otros grandes referentes cinematográficos: el "Judas" se inspiró en 8 ½ (1963) de Fellini, el "Billy" se inspira en el llamado "western hippie de finales de los 60 y 70 años (como las películas de Sam Peckinpah) y el "Robbie" fue inspirado por las películas de Jean-Luc Godard, especialmente Masculin féminin: 15 faits précis (1966) de Jean Luc Godard.