Название фильма является отсылкой к древнегреческой мифологии. Царь Агамемнон убил на охоте принадлежавшего Артемиде оленя. В отместку богиня заставила его принести в жертву дочь Ифигению.

Режиссёром фильма стал Йоргос Лантимос. Он ранее работал над проектами «Клык», «Лобстер», каждый из которых был отмечен на Каннском кинофестивале.

Это уже четвёртый совместный проект режиссёра Йоргоса Лантимоса и сценариста Эфтимиса Филиппу. Предыдущими были «Клык» (2009), «Альпы» (2011) и «Лобстер» (2015).

Главную роль Стивена исполнил Колин Фаррелл. Актёр известен по картинам «Особое мнение» (2002), «Телефонная будка» (2002), «Залечь на дно в Брюгге» (2008), а также по сериалу «Настоящий детектив».

Также в ленте сыграли: Барри Кеоган («71», «Афера по-английски», «Дюнкерк»), Николь Кидман («Другие», «Часы», «Догвилль»), Рэффи Кэссиди («Земля будущего», сериал «Мистер Селфридж»).

Часть съёмок проходила в Больнице Христа, расположенной в Цинциннати, штат Огайо. Для придания фильму реалистичности в картине снялись несколько настоящих врачей, работающих в этой больнице.

Открывающие фильм кадры операции на сердце были сняты во время реального хирургического вмешательства в действующем госпитале. Больше того, для полноты ощущений Колин Фаррелл присутствовал в операционной во время работы хирургов

Съёмки «Убийства священного оленя» начались вскоре после окончания производства картины «Роковое искушение» Софии Копполы, в которой главные роли также сыграли Колин Фаррелл и Николь Кидман. Кроме того, оба фильма вошли в Основную конкурсную программу юбилейного 70-го Каннского кинофестиваля.

Премьера фильма состоялась 22 мая 2017 года на Каннском кинофестивале, Франция, где он получил приз за «Лучший сценарий».