Brad Pitt fez 95% de suas próprias cenas de ação neste filme, de acordo com o coordenador de dublês Greg Rementer.
Sandra Bullock substituiu Lady Gaga neste filme.
Trem-Bala é baseado no romance japonês "Maria Beetle" de Kôtarô Isaka, que foi publicado pela primeira vez em 2010. A visibilidade da produção cinematográfica levou Harvill Secker a adquirir os direitos de publicação em inglês do romance, trazendo o trabalho de Isaka para o inglês pela primeira vez .
O primeiro trailer de Bullet Train apresentou a música "Stayin' Alive" do Bee Gee em três idiomas: japonês, espanhol e inglês.