Além de dirigir o filme, Robert Rodriguez ainda foi o responsável pela edição, desenho de produção, roteiro e fotografia, além de dividir os créditos na composição da trilha sonora e também na produção.
Danny Trejo interpreta pela segunda vez o personagem Machete. Suas demais aparições foram em Pequenos Espiões (2001), Pequenos Espiões 3D (2003), Planeta Terror (2007), Machete (2010) e Pequenos Espiões 4 (2011).
Após os créditos finais há ainda uma cena musical cantada por Alexa Vega e uma última cena envolvendo os personagens de Steve Buscemi e Bill Paxton.
Pequenos Espiões 2 é o segundo filme da história do cinema a ser inteiramente rodado usando câmeras digitais. O primeiro fora Star Wars: Episódio 2 - Ataque dos Clones (2002).
Esta foi a quarta vez em que o ator Antonio Banderas e o diretor Robert Rodriguez trabalham juntos. Eles também estiveram juntos em A Balada do Pistoleiro (1995), Grande Hotel (1995), Pequenos Espíões (2001), Era Uma Vez no México (2003), Pequenos Espiões 3D (2003) e Pequenos Espiões 4 (2011).
Esta foi a quarta vez em que Robert Rodriguez e Danny Trejo trabalham juntos. As demais foram A Balada do Pistoleiro (1995), Um Drink no Inferno (1996), Pequenos Espiões (2001), Era Uma Vez no México (2003), Pequenos Espiões 3D (2003), Planeta Terror (2007), Machete (2010) e Pequenos Espiões 4 (2011).
Precedido por Pequenos Espiões (2001) e seguido por Pequenos Espiões 3 (2003) e Pequenos Espiões 4 (2011).