本作の主要撮影は2019年1月にカリフォルニア州のロサンゼルスで始まり、同年4月15日に終了した。撮影の際には、『Fox Force Five』というワーキングタイトルが使用された。カリフォルニア州から税の控除を受けることができたため、本作の撮影は全てロサンゼルス市内で行われることになった。2019年9月30日、ダニエル・ペンバートンが本作で使用される楽曲を手掛けるとの報道があった。
2018年7月、本作はプリ・プロダクションに入った。同月中に、ロビーは本作のタイトルが『Birds of Prey』に決まったこと、ハーレイ・クインは新衣装で登場すること、ダイバーシティ豊かなキャスティングを行うことを明かした。また、同月16日、本作に登場する悪役は『バットマン』の映画作品に今まで登場したことのないキャラクターになると報じられた。8月6日、本作の悪役がブラック・マスクであると明かされた。ブラックキャナリー役の候補者にはジャネール・モネイ、ジャーニー・スモレット＝ベル、ググ・バサ＝ローらが選ばれ、ハントレス役の選考ではソフィア・ブテラ、マーガレット・クアリー、メアリー・エリザベス・ウィンステッド、クリスティン・ミオリティらの名前が挙がっていた。また、ジャスティナ・マシャドとロバータ・コリンドレスがレニー・モントーヤ役のオーディションを受けた。2018年9月26日、スモレット＝ベルがブラックキャナリー役に、ウィンステッドがハントレス役に起用されたと報じられた。また、同日、シャールト・コプリーとユアン・マクレガーがブラック・マスク役の俳優として検討の俎上に載っているとも報じられた。10月、マシュー・リバティークが本作の撮影監督に起用され、ロージー・ペレスの出演が決まった。11月1日、マクレガーがブラック・マスクを演じることになったとの報道があった。14日、エラ・ジェイ・バスコが本作に出演することになったと報じられた。20日、本作の正式なタイトル『Birds of Prey (and the Fantabulous Emancipation of One Harley Quinn)』が発表された。12月、クリス・メッシーナ、スティーヴン・ウィリアムズ、デレク・ウィルソン、ダナ・リー、フランソワ・チャウ、マシュー・ウィリグ、ロバート・カトリーニ、アリ・ウォンの出演が決まった。2019年2月、シャーリーン・アモイアがキャスト入りした。
2015年、マーゴット・ロビーはワーナー・ブラザース映画にハーレイ・クインが登場するスピンオフ映画の製作を打診した。その際、ロビーは「スピンオフ映画はハーレイ・クインの単独主演作ではなく、クイン以外にも女性キャラクターをメインで複数登場させて欲しい」「監督には是非女性を起用して欲しい」という趣旨の要望を出した。2016年5月16日、『スーサイド・スクワッド』の公開に先立って、ワーナー・ブラザース映画はハーレイ・クインをはじめとするDCコミックスの女性キャラクターに焦点を当てたスピンオフ映画の製作に乗り出すと発表した。その際、ハーレイ・クイン役のロビーの続投と彼女のプロデューサー就任も発表された。11月11日、クリスティーナ・ホドソンが本作の脚本を担当することになったと報じられた。2018年4月、キャシー・ヤンが本作の監督に起用された。アジア系の女性映画監督がスーパーヒーロー映画の監督に起用されたのは史上初のことであった。当初、本作にペンギン（『バットマン』に出てくるスーパーヴィラン）が登場する予定だったが、ペンギンは本作の後に公開されるバットマン単独作に登場することが決まったため、そのアイデアは没になった。
『スーサイド・スクワッド』で描かれた出来事の後、ハーレイ・クインはジョーカーと破局した。そんなある日、ハーレイはカサンドラ・カインと名乗る女の子と出会った。カサンドラは大物犯罪者として知られるブラック・マスクから命を狙われていたのである。ハーレイは自分と同じように自由を愛する女性たち―ハントレス、ブラックキャナリー、レニー・モントーヤ―と手を組み、カサンドラを守るための戦いに身を投じるのだった。
制御装置は、新7000系の実績を踏まえて日立製GTO素子を使用したPMV方式の大容量の（制御器の容量は4500V/3600A）回生ブレーキ付VVVFインバータ制御を本格的に採用した。1台の制御装置で8台のかご形三相誘導電動機を制御している。ただし、新7000系1C4M制御と異なり、動力車はモハ8100形とモハ8200形を2両1組のユニット構成とし、モハ8100形にVVVF装置を搭載して1C8M制御とすることで、必要数削減によるコスト削減を図っている。滑走の多発した新7000系での反省を生かし、モーター1つ当たりの出力は抑えたものの動力車の比率を6M4T（動力車6両、付随車4両）とし、新7000系VVVF制御の編成 (4M6T) より電動車の比率を上げているため、滑走・空転は発生しにくい。駆動方式は、従来車と同じ直角カルダン駆動方式である。台車は新7000系VVVF制御の車両が装備していたものの改良型で、電動車が日立KH132A型、それ以外の車両はKH135型を装備する。基礎ブレーキ装置はディスクブレーキで、踏面清掃・増粘着装置を全軸に取り付けた。ただし、ブレーキ方式は新7000系VVVF制御編成で採用された極めて珍しい“回生ブレーキ付日立式電磁直通ブレーキ”ではなく、相鉄の車両で初めて電気指令式ブレーキを採用した。非常時に在来の電磁直通ブレーキ採用車両と連結可能になるようにブレーキ読み替え装置を各先頭車に搭載する。起動加速度3.0km/h/s、最高速度は110km/h（運転時は100km/h程度）と大手私鉄の通勤型電車としては標準の性能を有する。余談だが、本系列の導入直前の1990年（平成2年）5月から相模鉄道は準大手私鉄から大手私鉄に格上げされた。