Режиссёром картина стал Майкл Аптед. Он известен по таким проектам, как «С меня хватит» (2002), «Покорители волн» (2012), а также по сериалу «Рим».

Для сценариста Питера О'Брайэна фильм «Секретный агент» стал дебютом в его карьере. «Мне, безусловно, нравятся шпионские картины. Заняться сценарием «Секретного агента» — это отличная возможность получше разобраться в этой теме. Мы работали над этим проектом почти год, и когда представили его в Голливуде, получили очень неплохие отзывы. Получается, людям нравится то, что мы делаем», — рассказал Питер О'Брайэн.

В 2008 году сценарий ленты был в престижном голливудском «Чёрном списке», куда попадают самые интересные оригинальные сценарии, не нашедшие инвесторов.

Главную роль агента ЦРУ исполнила Нуми Рапас. Шведка ранее работала над картинами «Девушка с татуировкой дракона» (2009), «Девушка, которая взрывала воздушные замки» (2009), «Шерлок Холмс: игра теней» (2011).

Также в ленте сыграли: Орландо Блум (франшизы «Властелин колец», «Хоббит», «Пираты Карибского моря»), Тони Коллетт («Шестое чувство», «Маленькая мисс Счастье», сериал «Соединённые Штаты Тары»), Майкл Дуглас («Уолл-Стрит», «Основной инстинкт», «Игра»).

Это вторая совместная работа Орландо Блума, Майкла Дугласа и Джона Малковича, первой был сериал «Специальное коллекционное издание».

Во время съемок фильма актриса Нуми Рапас сломала нос в результате удара локтём. Актриса потеряла сознание, но серьёзных нарушений здоровья этот перелом не принёс. Однако, вскоре ей пришлось делать операцию, чтобы перелом сросся правильно. Актриса получила и другие, менее серьёзные травмы, когда снималась в боевых сценах.