A direção de X-Men Origens: Wolverine foi oferecida a Zack Snyder e Bryan Singer. Ambos recusaram o projeto.
Além de estar ocupado com a produção de Watchmen - O Filme (2009), Zack Snyder recusou a direção por querer fazer um filme com censura R, equivalente no Brasil a censura para menores de 16 anos. Hugh Jackman e Lauren Schuler Donner, produtores do filme, queriam que a censura fosse PG-13, ou seja, permitida a maiores de 13 anos.
Brett Ratner e Len Wiseman demonstraram interesse em dirigir X-Men Origens: Wolverine, antes da contratação de Gavin Hood.
A história mostrada em X-Men Origens: Wolverine é anterior à vista nos demais filmes da série X-Men, até então.
Foi Hugh Jackman quem convidou Liev Schreiber a participar de X-Men Origens: Wolverine. Inicialmente a intenção era que ele interpretasse William Stryker, mas o próprio Schreiber ficou mais interessado no personagem Dentes-de-sabre.
Esta é a segunda vez que que Jackman e Schreiber atuam juntos. O anterior foi Kate & Leopold (2001).
Desde Blade Trinity (2004) existem rumores de que Ryan Reynolds interpretaria Deadpool, um super-herói da Marvel, em um filme-solo. Os rumores se confirmaram em maio de 2009. O filme deverá ser lançado em 2014.
Reynolds diversas vezes manifestou interesse em interpretar Deadpool, o que acontece em X-Men Origens: Wolverine.
Em X-Men Origins: Wolverine o personagem Dentes-de-sabre é visto pela segunda vez. A anterior foi em X-Men - O Filme (X-Men).
Este é também o 2º filme em que o personagem William Stryker é visto. O anterior foi X-Men 2 (2003).
Este é o 5º filme em que o alter-ego do mutante Logan Wolverine é visto. Os anteriores foram X-Men - O Filme (2000), X-Men 2 (2003) e X-Men - O Confronto Final (2006) e X-Men: Primeira Classe (X-Men: First Class) (2011) . Em todos seu intérprete foi Hugh Jackman.
Antes de Hugh Jackman apenas Christover Reeve interpretara um super-herói dos quadrinhos em quatro filmes seguidos. O ocorrido foi em Superman - O Filme (1978), Superman II - A Aventura Continua (1980), Superman III (1983) e Superman IV - Em Busca da Paz (1987).
Inicialmente Liev Schreiber usaria um traje para simular os músculos, parecido com o utilizado por Vinnie Jones em X-Men - O Confronto Final (X-Men : The Last Stand) (2006), para que seu tipo físico se igualasse ao de Hugh Jackman. Como não se sentiu bem ao utilizá-lo, Schreiber pediu uma chance para que ganhasse músculos através de mudança de dieta e exercícios constantes em academia.
O filme foi rodado entre 18 de janeiro e 23 de maio de 2008.
Pouco menos de um mês antes de seu lançamento nos cinemas uma cópia não finalizada de X-Men Origens: Wolverine foi lançada na internet. Apesar dos inúmeros downloads, houve uma campanha dos próprios fãs para que o filme fosse visto nas salas de cinema.
Foi a 5ª maior estreia nos cinemas brasileiros em 2009, com 879.796 espectadores.