年1月22日，辛格于自己的推特上宣布，泰·谢里丹、苏菲·特纳和雅莉珊卓·希普将分别饰演年轻版的独眼龙、火凤凰和暴风女。2015年2月19日辛格宣布寇帝·史密-麦菲演出年轻版蓝魔鬼。同年3月，珍妮佛·劳伦斯表示本片将会是自己饰演魔形女的最后一部。此外，拉娜·康多饰演欢欢，班·哈迪则饰演天使，灵蝶由奥利维亚·穆恩饰演。。
拍摄.电影于2015年4月27日在加拿大的蒙特娄正式开拍，全片使用数位3D摄影机拍摄。于2015年9月4日宣布杀青。此外，剧组还会在2016年1月时补拍一些镜头。