Режиссер Гарет Эдвардс и группа дизайнеров просмотрела все предыдущие воплощения Годзиллы, чтобы создать внешний вид существа в фильме. Эдвардс рассказал: «Я пытался смотреть на это так: представьте, что Годзилла был настоящим существом, и кто-то из киностудии Toho увидел его в 1950-х, затем побежал на студию, чтобы снять о нем фильм, и старался изо всех сил, чтобы вспомнить и нарисовать его».

В этом фильме снялся Брайан Крэнстон, известный по своей роли больного раком школьного учителя в сериале «Во все тяжкие» (2008-2013). В оригинальном фильме «Годзилла» (1954) снимался Такаси Симура, который исполнял схожую роль в фильме «Жить» (1952).

Впервые постер фильма и его трейлер были продемонстрированы на выставке Comic-Con 2012.

Монолог, который был использован в трейлере, сделанном фанатами фильма, принадлежит Роберту Оппенгеймеру, физику-ядерщику, который работал над атомной бомбой.

Оператор Шеймас МакГарви хотел, чтобы сцены 1950-х годов имели «очищенный вид с приглушенными цветами и размытыми границами». Чтобы добиться такого эффекта он снимал эти сцены на винтажный объектив 1960-х годов и затем оттенки черного в этих сценах окрасил в пурпурный цвет при помощи цифровой обработки.

Это последний фильм снятый студией Warner Bros в сотрудничестве со студией Legendary Pictures.

Студия Legendary Pictures обратилась в суд, чтобы выгнать из проекта продюсеров Дэна Лина, Роя Ли и Дага Дэвисона. Студия подала жалобу на основании деклараторной защиты в Верховный суд Лос-Анджелеса, утверждая, что Лин, Ли и Дэвисон угрожали подать в суд, если студия воспользуется своим правом — попросить их покинуть проект. В жалобе также указывалось, что все, что сделало это трио — это представило студии сценариста проекта.

После выхода к 50-летию франшизы фильма «Годзилла: Финальные войны» (2004) студия Toho объявила, что не будет снимать никаких фильмов о Годзилле в течение десяти лет. Режиссер Ёсимицу Банно получил права от Toho на съемки короткометражного фильма в формате IMAX 3D, основанного на измененной истории фильма «Годзилла против Хедоры» (1971). Затем к Банно и продюсеру Кэндзи Окухире присоединился оператор Питер Андерсон, который привел в проект продюсера Брайана Роджерса, и тогда состоялись повторные переговоры со студией Toho, но уже о полнометражном 3D-фильме. Также через Андерсона к проекту присоединилась продюсерская компания Kerner Optical. В течение нескольких лет проект постоянно сталкивался с проблемой увеличения бюджета и необходимостью дополнительного финансирования. В итоге в 2009 году проект перешел в руки студии Legendary Pictures.

После того, как в марте 2010 года Legendary Pictures приобрела права у Toho, студия официально объявила об этом проекте. Студия Warner Bros. Pictures выступила сопродюсером. Продюсеры Дэн Лин и Рой Ли присоединились к Брайану Роджерсу и исполнительным продюсерам Ёсимицу Банно, Кэндзи Окухире, Дагу Дэвисону, Томасу Туллу и Джону Дж. Джашни, чтобы начать работу над «Годзиллой». Студия Legendary Pictures также заявила, что проект не будет продолжением фильма «Годзилла» (1998).

В июле 2010 года на выставке Comic-Con International в Сан-Диего студия Legendary Pictures впервые продемонстрировала концепт-арт к «Годзилле».

Осенью 2010 года стало известно, что студия Legendary Pictures наняла сценариста Дэйва Каллахэма для работы над «Годзиллой». Режиссер Гарет Эдвардс присоединился к проекту в январе 2011 года. Затем было объявлено, что первая версия сценария Каллахэма будет переписана. В июле 2011 года для работы над сценарием взяли Дэвида С. Гойера, но он не смог закончить работу из-за несогласованности рабочих графиков, после чего в ноябре 2011 года был нанят Макс Боренштейн, чтобы написать новый сценарий, основанный уже на версии Гойера.

В фильме используется оригинальный звук из фильма «2001 год: Космическая одиссея» (1968) — фрагменты микрополифонических произведений венгерского музыканта-авангардиста Лигети.