A produtora Lauren Shuler Donner (X-Men: Primeira Classe) ensaiou uma aproximação com o premiado roteirista Simon Beaufoy (Quem Quer Ser um Milionário?), mas ele não se sentiu a vontade de assumir o compromisso.
Também premiado com o Oscar por Os Suspeitos, Christopher McQuarrie assumiu a responsabilidade de escrever o projeto.
O diretor Darren Aronofsky era a escolha original para pilotar Wolverine: Imortal, mas acabou desistindo por não querer ficar muito tempo distante de sua família.
Mark Romanek (Não Me Abandone Jamais) também foi convidado, mas recusou a proposta.
O brasileiro José Padilha também teve seu nome associado ao projeto, assim como Doug Liman (A Identidade Bourne), Antoine Fuqua (Dia de Treinamento), Justin Lin (Velozes & Furiosos 5 - Operação Rio), Gavin O’Connor (Desafio no Gelo) e Gary Shore, publicitário experiente.
James Mangold (Os Indomáveis) acabou assumindo o compromisso somente em junho de 2011.
Para obter o físico de Wolverine, Hugh Jackman pediu conselhos a Dwayne Johnson. Seguindo sua dica, ele fez uma dieta de seis mil calorias diárias ao longo de 24 semanas (seis meses) antes do início das filmagens.
Apesar de ser ambientado nos dias atuais, a cena inicial de Wolverine: Imortal se passa em plena Segunda Guerra Mundial, durante os bombardeios de Nagasaki.
A mutante samurai Psylocke, também conhecida como Elisabeth Braddock, estava programada para estar na história. A atriz Priyanka Chopra, jovem estrela de Bollywood, estava cotada para o papel, mas o personagem acabou ficando de fora do roteiro.
As atrizes Jessica Biel e Amanda Seyfried foram consideradas para a personagem Viper (Víbora).
O governo australiano investiu cerca de US$ 13 milhões para que Wolverine: Imortal fosse rodado no país.
Durante as filmagens, o diretor de fotografia Amir Mokri foi substituído pelo colega responsável pela segunda equipe, Ross Emery.
O decorador de Wolverine: Imortal também trabalhou em Batman Eternamente (1995) e Homem-Aranha 2 (2004).
Para uma cena gravada em Sydney, a produção precisava encontrar cerca de 200 figurantes japoneses. A tarefa foi bastante complicada, pois, apesar da cidade ter uma grande população asiática, poucas pessoas têm origem japonesa.
Precedido por X-Men Origens: Wolverine (2009).
É o 6º filme em que Hugh Jackman interpreta o personagem Wolverine. Os demais foram X-Men (2000), X-Men 2 (2003), X-Men - O Confronto Final (2006), X-Men Origens: Wolverine (2009) e X-Men: Primeira Classe (2011).
Primeiro filme do universo mutante com um lançamento em 3D e Imax.
O ator Hugh Jackman revelou saber que X-Men Origens: Wolverine não foi bem-sucedido, mas garantiu que os fãs podem esperar mais de Wolverine: Imortal.