Inicialmente seriam Daniel de Oliveira e Wagner Moura os intérpretes dos protagonistas de Serra Pelada, mas o adiamento nas filmagens fez com que ambos deixassem os papéis. Wagner ainda permaneceu no longa-metragem, interpretando um papel menor que se adequasse dentro de sua agenda de trabalho.
O roteiro de Serra Pelada levou quatro anos até chegar à versão final.
Estreia de Sophie Charlotte no cinema.
O garimpo de Serra Pelada foi recriado na cidade paulista de Mogi das Cruzes, em uma antiga mineradora que tinha uma cava equivalente a dois campos de futebol e com 100 metros de profundidade. O local foi escolhido pela equipe de produção após diversos voos de helicóptero pelo interior de São Paulo.
Os cenários da vila, prostíbulos e bares foram filmados em Belém, no estado do Pará. Já o acampamento dos garimpos foi rodado em um aterro sanitário localizado em Paulínia (SP).
Ao todo foram usados cerca de 1600 figurantes durante as filmagens.
Segue abaixo o cronograma das filmagens nas principais locações de Serra Pelada:
- São Paulo => 29 de outubro a 3 de novembro de 2012
- Mogi das Cruzes => 4 a 7 de novembro de 2012
- São Paulo => 8 a 11 de novembro de 2012
- Paulínia => 12 a 21 de novembro de 2012
- Belém => 22 de novembro a 3 de dezembro de 2012
Os filmes Motorista de Caçamba (1989), Serra Pelada, Esperança Não é Sonho, Varela na Serra Pelada (1984) e Montanhas de Ouro foram consultados pela pesquisadora Eloua Chouzal no trabalho feito para a recriação de Serra Pelada. Além disto, Eloua vasculhou documentários ingleses da BBC e franceses produzidos pelo Institut National de l'Audiovisuel.