Железный Человек создан Стэном Ли, Ларри Либиром, Доном Хеком и Джеком Кирби в 1963 году в комиксе Tales of Suspense, # 39.
Джемма Артертон, Дайан Крюгер и Айла Фишер рассматривались на роль, которую в итоге получила Джессика Честейн. Однако из-за конфликта в графике Честейн впоследствии пришлось отказаться от съемок в картине. Ее заменила Ребекка Холл.
Джуд Лоу рассматривался на роль Олдрича Киллиана.
Студия Disney купила у Paramount права на распространение за 115 миллионов долларов. Также в эту сделку попал и фильм «Мстители» (2012). Однако, как и с «Мстителями», одним из условий сделки было то, что студия Disney будет упоминаться только в финальных титрах как дистрибьютор Walt Disney Studios Motion Pictures.
Первоначально Marvel Studios и Walt Disney Pictures собирались снимать этот фильм в Мичигане из-за налоговых льгот. После того как Северная Каролина гарантировала налоговую скидку в 20 миллионов долларов, продюсеры решили проводить съемки там вместо Мичигана.
Если считать сцену после титров в фильме «Невероятный Халк» (2008), то это пятый раз, когда Роберт Дауни-мл. играет роль Тони Старка / Железного Человека.
Это первый фильм серии, чьим режиссером не стал Джон Фавро, который также отказался заниматься фильмами «Волшебное королевство» и «Парни из Джерси». Он признался, что получил даже больше удовольствия от игры роли Хогана в третьей части «Железного человека», не занимаясь при этом режиссурой фильма. Как он выразился, он был как «гордый дедушка, который может играть с ребенком, но при этом ему не придется менять подгузники».
Одна из сцен была снята в помещении компании Epic Games. Этот разработчик видеоигр известен своей франшизой Gears of War.
В комиксах псевдоним Железный Патриот принадлежал противнику Человека-паука, Зеленому Гоблину. В этом фильме это новый набор брони Железного Человека, на которую нанесена расцветка Капитана Америка. Продюсер Кевин Файги сказал: «Это «Мстители» спасли всех, а не правительство, которое чувствует, что ему нужен свой собственный герой. Это дало нам больший простор, чтобы поработать над персонажем Роуди, показать, как он разрывается между лояльностью к своему другу и своими должностными обязанностями».
Работа над фильмом была приостановлена 15 августа 2012 года, когда Роберт Дауни-мл. повредил лодыжку во время исполнения трюка.
Шейн Блэк описал фильм как «триллер Тома Клэнси» с акцентом на реальных злодеях, а не на «двух мужчинах в железных костюмах, сражающихся друг с другом».
Кевин Файги описал этот фильм так: «Фильм полностью сконцентрирован на Тони Старке. Его лишили всего, и ему придется использовать свой интеллект, чтобы найти выход из этого положения. Он не может позвать Тора, Капитана Америка или Ника Фьюри». Роберт Дауни-мл. описал своего персонажа как находящегося под влиянием мира после событий фильма «Мстители» (2012).
Энди Лау предлагали роль Радиоактивного Человека, но он отказался в связи с рождением своего первого ребенка. Затем Чэнь Даомин и Ву Сюбовере (Wu Xiubowere) рассматривались на эту роль, но в итоге она досталась Сюэци Вану.
Роберт Дауни-мл. ранее снимался в фильме Шейна Блэка «Поцелуй навылет» (2005) и положительно отзывался о том, что он пришел на смену Джону Фавро, сказав, что «привлечение в проект Блэка на роль сценариста и режиссера было единственным возможным вариантом, на который Фавро, студия Marvel и я могли подписаться».
Это первый раз, когда Сэмюэл Л. Джексон не появится в фильме о Железном Человеке как Ник Фьюри.
Фильм снят отчасти по комиксам серии Extremis Уоррена Эллиса и Sentient Armor Джо Куэсады, а также по оригинальной истории о противнике Железного Человека, Мандарине.
В отличие от первых двух фильмов серии, в этом компания Industrial Light and Magic уже не работала над видеоэффектами. Вместо нее этим занимались Digital Domain и Weta Digital.
Брайан Тайлер стал третьим композитором, написавшим саундтрек к фильму о Железном Человеке. Первым был Рамин Джавади в фильме «Железный человек» (2008), вторым — Джон Дебни в фильме «Железный человек 2» (2010).
По словам Кевина Файги, персонаж Мандарина был создан по образу полковника Курца из фильма «Апокалипсис сегодня» (1979). «Он представляет такой род террористов, которые работали на разведывательное ведомство и сходили с ума, становясь одержимыми военными тактиками».
A. I. M. («Передовые идеи механики») — это научная организация, возглавляемая Олдричем Киллианом. В комиксах это была более простая организация злых ученых-террористов.
Разрушение особняка Старка снималось в водяном баке на студии EUE/Screen Gems Studios.
В фильме Пеппер надевает один из костюмов Старка и становится супергероем, чтобы заменить его. В комиксах она делает это после полученных тяжелых ранений при обвале здания, когда ей становятся необходимы кибернетические усовершенствования, чтобы выжить.
Съемки фильма начались 25 мая 2012 в Уилмингтоне, Северная Каролина. Павильонные съемки прошли на студии Sony Screen Gems Studios. Среди других съемочных локаций: Роули, Северная Каролина и Майами, Флорида.
Декорации знаменитого особняка Старка были отстроены за 16 недель в Уилмингтоне, Новая Каролина. Вся конструкция была построена на шарнирной платформе, позволяющей наклонять здание под углом 45 градусов, что расширило возможности для съемок сцены атаки на дом.
В фильме есть сцена, где 13 человек выпадают из самолета и Железный человек пытается спасти их всех, несмотря на то, что костюм позволяет удержать лишь четверых. При участии профессиональной команды скайдайверов Red Bull, тщательнейшим образом спланированные и выверенные до секунды прыжки осуществлялись в течение 10 дней, всего же в съемках сцены приняли участие 630 парашютистов.
Художник по реквизиту Рассел Боббит, который уже работал над предыдущими частями франшизы «Железный человек», вновь присоединился к проекту. Его любимый реквизит — 10 колец Мандарина. Он много общался с ювелирными мастерскими, и в результате удалось разработать 10 уникальных колец с разными камнями, выполненных по индивидуальному рисунку. Весь процесс создания украшений занял несколько месяцев.
Поп-арт художник Баск из Флориды был нанят специально для создания картин из офиса и спальни Мандарина. Картины должны были отражать сущность злодея. Несмотря на то, что Баск работает в жанре поп-арт, его работы для фильма были вдохновлены комиксами, граффити и панк-рок эстетикой.