得知，最早构思狄仁杰这个故事的是陈国富，他是从一位美国朋友送他的荷兰汉学家高罗佩所着的狄仁杰探案故事中得到启发，开始了剧本的创作。2005年台湾金马奖期间他与来台宣传《七剑》的徐克相遇，徐克主动提出合作，两人便有了后来的逐步合作发展。后来华谊兄弟副总裁王中磊看完陈的剧本后表示愿意打造这个题材的影片。之后经过编剧张家鲁的多次修改以及徐克自己多方面的大胆想象：万邦来朝的大唐、高大的通天浮屠、法力神通的国师、可怕的西域毒虫以及有吉祥寓意的鹿要与人浴血厮杀等创意得以诞生。2009年5月6日于浙江横店正式开始拍摄