Фильм основан на комиксе «Гражданская война» («Civil War»). Студия Marvel первоначально хотела, чтобы Роберт Дауни мл. сыграл Тони Старка в этом фильме, но при этом студия планировала, что его роль будет небольшой, и всю работу над ней можно будет сделать за три недели. Однако Дауни захотел, чтобы его роль была больше, что соответственно вело бы к увеличению гонорара актера. Исполнительный директор Marvel Entertainment, Айк Перлмуттер (Ike Perlmutter), был взбешен его запросами, в результате он сказал сценаристам полностью убрать персонажа Тони Старка из сюжета. Однако когда казалось, что вопрос уже закрыт, президент студии Marvel, Кевин Файги, все же принял решение вернуть Дауни в проект, поскольку его появление в фильме открывает возможность для создания сиквелов, новых франшиз, а также для различных вариаций развития сюжетных линий в рамках вселенной Marvel. Съемки фильма начались 7 мая 2015 года в Атланте, штат Джорджия, США. Чад Л. Коулмэн рассматривался на роль Чёрной пантеры. В фильме состоялось первое появление супергероя Черная пантера в исполнении актера Чедвика Боузмана, который получит отдельную экранизацию своей истории в 2018 году. Когти Черной пантеры сделаны из вибраниума — вымышленного материала, из которого вылит щит Капитана Америки. Уильям Хёрт повторил роль генерала Росса из фильма Невероятный Халк (2008). В одном интервью Даниэль Брюль заверил, будто бюджет проекта настолько велик, что «на него можно было бы снять двадцать фильмов». Финалисты, претендующие на роль Человека-паука, должны были пройти отдельные кинопробы вместе с Крисом Эвансом и Робертом Дауни мл., чтобы продюсеры могли уловить эту особую химию, возникающую между претендентом и главными героями. В конце последнего съемочного дня Себастьян Стэн и Энтони Маки рванули друг с другом наперегонки, будучи еще в своих супергеройских костюмах. Крис Эванс заявил, что этот фильм положит начало Мстители: Война бесконечности. Часть 1 (2018) и Мстители: Война бесконечности. Часть 2 (2019). Трейлер фильма побил рекорд фильма Звёздные войны: Пробуждение силы (2015) по самому большому количеству просмотров на YouTube за первые сутки, собрав 64 миллиона просмотров. Студия Marvel заявила, что в фильме у Человека-паука будет оригинальный костюм из комиксов. Формально это первый фильм о супергероях, где в качестве антагониста заявлен другой супергерой — Железный Человек в исполнении Роберта Дауни мл., при этом антагонистом он является не ввиду некоего злого умысла или обмана, а исключительно по той причине, что персонаж расходится во мнении о положении супергероев в обществе. Полноценными суперзлодеями фильма являются Барон Земо и Кроссбоунс. В фильме Сокол использует дрона под названием «Краснокрылый». Во вселенной комиксов Marvel «Краснокрылый» был настоящим соколом — напарником Сэма Уилсона. Режиссер Джо Руссо сказал, что «самым мощным кадром в фильме» стал момент, когда Стив Роджерс голыми руками держит вертолет и не дает ему взлететь. Этот кадр даже попал в первый трейлер фильма. Руссо сказал, что Крис Эванс усиленно тренировался в зале, чтобы физически воплотиться в своего героя, потому что создатели хотели проверить предел физической силы Стива. О самом кадре он отметил: «На съемочной площадке Крис висел в воздухе, одной рукой держась за здание, а другой — за вертолет, чтобы мы могли получить этот фантастический кадр рельефа напряженных мышц, который заставлял бы вас прочувствовать всю силу и решимость, с которой он пытается остановить вертолет». Роберт Дауни мл. и Крис Эванс описывают динамику отношений между их героями как брак: «Мы любим друг друга, но в любой момент у кого-то может подорвать. У нас одна цель, но разные пути ее достижения. Здесь нет верного пути, и в этом-то и вся прелесть: тут нет правых и виноватых. А это только и усложняет наш путь к согласию». Джереми Реннер сказал, что фильм можно считать очередной частью Мстителей из-за огромного количества участников этой команды, а Энтони Маки вообще назвал фильм «Мстители. Часть 2,5». В одной из сцен Человек-Муравей оседлал стрелу Соколиного Глаза. Это взято непосредственно из комиксов, в частности, из комикса «Мстители» Выпуск №224.