Il regista e sceneggiatore Christopher Nolan cominciò a pensare a un film incentrato sull'evacuazione di Dunkerque già negli anni novanta, quando insieme a sua moglie Emma Thomas attraversò la Manica diretto da Dunkerque. Nel luglio 2015 Nolan concluse una bozza del film, ancora senza titolo. Nel settembre 2015 la Warner Bros. fissò al 21 luglio 2017 la data di uscita del film, mentre nel dicembre 2015 venne annunciato il titolo della pellicola. Nello stesso mese venne riportato che diversi attori, tra cui Tom Hardy, Mark Rylance e Kenneth Branagh, erano in trattative per prendere parte alla pellicola. Nel febbraio 2016 venne confermato che Hoyte van Hoytema sarebbe stato il direttore della fotografia del film, dopo aver già collaborato con Nolan per "Interstellar". Nel marzo 2016 Fionn Whitehead venne scelto per il ruolo di protagonista, e poco dopo si unirono al cast Jack Lowden, Aneurin Barnard e Harry Styles. Ad aprile 2016 entrò nel cast Cillian Murphy, a cui seguirono James D'Arcy, Barry Keoghan e Tom Glynn-Carney nel maggio seguente.