撮影には、遠隔操作で回転や上下左右といった動きも可能な特殊カメラが使用された。
桐子が渋谷のプールに着水する場面では、クレーンを使用してパラシュートを落下させたが、あまりにもプールの水が汚かったため、スタッフ総出で掃除が行われた。
大阪・中之島のシーンは、東京・兜町で撮影された。
ディメンション・タイド実験シーンの撮影は、本栖湖付近のグラウンドで行われた。ブラックホールに吸い込まれる校舎は、素材となる写真をもとにしたフルCGで処理された。
自衛隊員の合成カットは、グリーンバックではなくブルーバックで撮影している。
お台場上空は、羽田空港の管制空域内であるため高度や時間などに制限があり、空撮は旅客機の離着陸が始まる前の早朝に行われた。撮影の江口憲一は、撮影時は陽が昇って間もないためかなり斜光になっており、セットのデイシーンとは光源がつながらない部分もあったと述べている。
特撮.
大阪のセットでは、前作で検討されていたゴジラの足で地面が陥没する仕掛けが用いられた。このギミックでは、道路にゴムを用いている。特殊美術の高橋勲は、大坂城や通天閣のような特徴的な建物がなかったため、東京と変わらないオフィス街であったと述べている。
音楽.
伊福部昭の作曲した「ゴジラのテーマ」が冒頭のニュースフィルムの場面と後半のゴジラがお台場に出現した場面で使用されている。手塚は、伊福部の音楽から離れた方がいいというファンの意見を否定するために使用したといい、大島もゴジラが伊福部音楽から離れられないことを肯定しつつ、自身もそれに負けないことを宣言していたという。
最初の打ち合わせでは、大島は土着性のある大陸的なイメージが似合うと考えロシア風のシンフォニーとすることを考えていたが、手塚から大島が手掛けたテレビドラマ『ショムニ』のBGMをスタッフで聞いていることを告げられ、同作品のような元気でわかりやすい音楽に改めた。ただし、大島は当初のイメージも捨てられず、隠し味として随所に散りばめている。
ゴジラのテーマは、手塚の要望により「大きさと怖さ」を表現するため、テンポを上げず重低音をで構成している。チューバ、コントラバス、パーカッションはダビングして音を厚くしており、特にチューバは奏者の提案により通常出ない譜面よりもオクターブ下の音域も用いている。