Bereits während der Produktion von Guardians of the Galaxy (2014) zeigte Regisseur James Gunn Interesse an einem Film über die Thunderbolts, nach seinem 2021 veröffentlichen Spielfilm The Suicide Squad, angesiedelt im DC Extended Universe nahm Gunn jedoch Abstand davon, da die beiden titelgebenden Team ein ähnliches Konzept darstellten.[1][2]
Im Juni 2022 wurde schließlich über ein geplantes Projekt zu den Thunderbolts berichtet, wobei Jake Schreier als Regisseur und Eric Pearson als Drehbuchautor bekanntgegeben wurden.[3][4][5][6] Parallel wurde berichtet, dass der Film die Phase Fünf abschließen und am 26. Juli 2024 in den US-amerikanischen Kinos erscheinen soll. Durch die spätere Verschiebung von Blade erfolgt der Abschluss von Phase 5 durch diesen Film[7]; im Juni 2023 wurde der Film ein weiteres Mal verschoben, nun auf den 20. Dezember 2024.[8] Ende März 2023 ersetzte man allerdings Pearson mit Lee Sung Jin als Drehbuchautor.[9] Mit Joanna Calo wurde im März 2024 eine weitere Drehbuchautorin bekannt, die das Drehbuch überarbeitete.[10][11][12]Scarlett Johansson, welche Natasha Romanoff / Black Widow im MCU spielte, ist als Executive Producer involviert.[13]
Im September 2022 wurden auf der D23 Expo die ersten Darsteller bekannt, welche das Team der Thunderbolts bilden sollen. Julia Louis-Dreyfus wird zum dritten Mal Valentina Allegra de Fontaine verkörpern, die sie bereits in Black Widow, The Falcon and the Winter Soldier (beide 2021) und Black Panther: Wakanda Forever (2022) spielte. Weitere Rückkehrer umfassen Florence Pugh als Yelena Belova, David Harbour als Alexei Shostakov und Olga Kurylenko als Antonia Dreykov, die ebenfalls in Black Widow ihr Debüt feierten, während Sebastian Stan sowie Wyatt Russell nach ihrem Auftritt in The Falcon and the Winter Soldier erneut als Bucky Barnes und John Walker in Erscheinung treten sollen. Zudem schloss sich Hannah John-Kamen als Ava Starr aus Ant-Man and the Wasp (2018) der Besetzung an.[14] John-Kamen hatte bereits 2018 nach der Veröffentlichung von Ant-Man and the Wasp Interesse an einem Film über die Thunderbolts geäußert.[15]
Im Oktober 2022 wurde bekannt, dass Harrison Ford nach Captain America: Brave New World erneut als Thaddeus Ross auftreten soll.[16] Anderen Berichten zufolge sei Fords Beteiligung jedoch auf Captain America: Brave New World begrenzt.[17][18][19]Ayo Edebiri schloss sich im Januar 2023 der Besetzung an, Steven Yeun einen Monat später.[20][21] Infolge von Terminproblemen stiegen jedoch sowohl Edebiri als auch Yeun 2024 aus dem Projekt aus[22][23], als Ersatz übernahmen jeweils Geraldine Viswanathan und Lewis Pullman die Rollen als de Fontaines Assistentin Mel und Comicfigur Bob / Sentry.[24][25] Ebenso wurde die Rückkehr von Laurence Fishburne als Dr. Bill Foster (aus Ant-Man and the Wasp) und Rachel Weisz als Melina Vostokoff (aus Black Widow) berichtet.[26] In unbekannten Rollen wurden zudem Chris Bauer und Wendell Pierce besetzt.
Die Dreharbeiten sollten 2023 in Atlanta starten. Anfang 2023 wurde bekannt, dass die Produktion voraussichtlich im Juni 2023 beginnen wird.[27] Im Zuge des WGA-Streiks wurde die Produktion Ende Mai 2023 jedoch wie viele andere zunächst gestoppt.[28]
Die Aufnahmen, die für das IMAX Format gedreht werden[29], begannen schließlich dort am 26. Februar 2024 unter dem Arbeitstitel Oops All Berries, als Kameramann fungiert wie zuvor bei Moon Knight Andrew Droz Palermo.[30][31]
Mitte Juni 2024 wurden die Dreharbeiten abgeschlossen, wobei Harbour seine Szenen Ende des Monats abgedreht hatte.[32]
Im März 2024 wurde durch Darstellerin Pugh ein neues Logo mit dem angepassten Titel Thunderbolts* veröffentlicht.[33][34][35][36][37][38]
Footage mit Blick hinter die Kulissen wurde im Juni 2024 auf der CineEurope präsentiert, auf der San Diego Comic-Con International wurde in Anwesenheit von Regisseur Schreier und der Besetzung hinter verschlossenen Türen eine erste Vorschau präsentiert.[39][40][41][42][18]
Nach weiterem Footage innerhalb eines Videos seitens Marvel zum 85-jährigen Bestehen, wurde der Teaser Trailer von der Comic-Con samt einem ersten Poster am 23. September 2024 offiziell vorgestellt.[43][44][45] Ein zweiter Trailer folgte im November 2024 im Rahmen der D23 Expo in Brasilien.[46][47] Der Starttermin in den US-amerikanischen Kinos wurde auf den 2. Mai 2025 festgelegt.[48][11][49][50]