Rocky Balboa possui flashbacks de todos os filmes da série, com exceção de Rocky V (1990), que Stallone considera o pior de toda a saga.
Os produtores entraram em acordo com a HBO para aproveitar as imagens da luta real de boxe entre Bernard Hopkins e Germaine Taylor, que seria gravada para exibição em pay-per-view. Desta forma o público presente e a própria estrutura montada para o evento puderam ser usados para a realização de algumas cenas no local. A HBO autorizou a filmagem de uma cena em que Rocky entra na arena lotada e anda pelo corredor até chegar ao ringue. Já no ringue Stallone levantou os braços e o 14 mil presentes gritaram o nome de Rocky.
As cenas da luta entre Rocky Balboa e Mason Dixon foram as primeiras a serem rodadas. O motivo é que desta forma Stallone poderia estar no auge de sua forma física, algo que com o andar das filmagens seria perdido devido ao seu trabalho como diretor, que consumiria o tempo necessário para treinamento.
Antonio Tarver teve 5 semanas de preparação antes do início das filmagens, onde pôde aprender a coreografia de cada soco dado em cena.
Antonio Tarver, intérprete de Mason Dixon, foi campeão mundial dos meio-pesados em 2003, tendo se aposentado dos ringues em 2006. Para poder atuar em Rocky Balboa ele teve que ganhar 9 quilos, de forma que pudesse mudar de categoria para peso-pesado.
Segundo a lápide presente em Rocky Balboa, a morte da personagem Adrian Balboa ocorreu em 11 de janeiro de 2002.
Mr. T e Dolph Lundgren receberam propostas para reprisar seus personagens de Rocky III - O Desafio Supremo (1982) e Rocky IV (1985), mas as recusaram.
Sage Stallone, filho de Sylvester Stallone, recusou-se a interpretar mais uma vez o personagem Rocky Jr., o qual havia interpretado em Rocky V (1990).
Além de Sylvester Stallone, apenas Burt Young e Tony Burton atuaram nos 6 filmes da série Rocky.
O set de filmagens foi visitado por Arnold Schwarzenegger, então Governador da California, que deu a Stallone um certificado de agradecimento por apoiar a indústria de cinema do estado.