影片取材自发生于1949年1月的“太平轮事件”，对于这部电影，张涵予毫不掩饰自己的喜爱之情，称是自己看到过的最好的剧本。由于剧本版权等原因，影片拍摄一拖再拖，使得张震因档期原因退出，而变成黄晓明的火线“救场“，而这也成功撮合黄晓明和韩国“女神”宋慧乔的首度合作。
李安听说吴宇森要拍海难戏，当即愿意把大水池和整个电脑程序都给他用。但吴宇森因身体不佳一度搁置了拍摄，后来在北京重新搭建水池。《太平轮》的海难戏份是在位于北京怀柔中影基地的如半个足球场大的水池中拍摄的。片中上海的城市背景、黄浦江水面等也都是用电脑制作，均由《泰坦尼克号》的特效公司数字王国来完成。
因为《太平轮》中二百人以上大场面的群戏很多，而吴宇森导演的身体也一直不是很好，导演梁柏坚在接到恩师吴宇森的求援电话，放下手头工作赶往上海帮忙担任上海部分的执行导演。
摄影师赵非是国内最著名的电影摄影师之一，曾和张艺谋、姜文、冯小刚、陈凯歌、田壮壮等都有过合作，这也是他首次与吴宇森导演合作。 宋慧乔、章子怡等女星因为要长时间侵泡在水里拍戏，为了避免被冻坏，她们将潜水衣穿在棉质旗袍里御寒。
