Фильм основан на первой части одноимённой серии комиксов (2012-2017), созданных издательством Bubble Comics, повествующих о борьбе Игоря Громова с Чумным Доктором. Это первый российский фильм, снятый по комиксам.
Картина была анонсирована ещё в 2017 году, режиссёром должен был стать Владимир Беседин, который до этого представил короткометражку «Майор Гром» с Александром Горбатовым в главной роли. Позднее кинорежиссёра заменил Олег Трофим, который до этого снял музыкальный блокбастер «Лёд».
На роль Грома был назначен Тихон Жизневский. По словам продюсеров, исполнителя главной роли они искали около года. Для Тихона Жизневского это первая главная роль на большом экране. До этого актёр снялся в фильмах «На игре», «Дикари», «Огонь» и в сериале «Топи», благодаря которому получил широкую известность. Для образа Майора Грома Жизневскому пришлось постричь свои вьющиеся волосы и покрасить их в тёмный цвет. Кроме того, актёр много тренировался, чтобы быть в хорошей физической форме.
В процессе кастинга создатели планировали взять на ведущие роли актёров, не имеющих громкие проекты за спиной. Исключением стала Любовь Аксёнова, которая исполнила роль подруги Грома Юли Пчелкиной. В отличие от оригинальной серии комиксов, персонаж пережил множество трансформаций, получив сильный и волевой характер.
Съёмки проходили в Санкт-Петербурге. Некоторые сцены были сняты в Академии художеств, а в качестве полицейского участка был использован Мраморный дворец. Съёмочный процесс начался в сентябре 2019 года и продлился до декабря этого же года. По словам создателей, над картиной трудилось более 250 человек. В октябре 2020 года в Москве проходили досъёмки материала.