Jeremy Saulnier mûrit ce projet depuis plusieurs années. Lorsqu'il était lycéen, il tournait des films de zombies et se produisait dans des groupes punks où il hurlait dans un micro faute de savoir jouer d'un instrument (d'après ses propres dires). Très attaché à la musique punk, le metteur en scène a voulu réunir cet univers avec celui du cinéma et c'est de cette manière que Green Room est né.
Le film a été présenté à la Quinzaine des Réalisateurs du Festival de Cannes 2015, tout comme l'avait été Blue Ruin, le précédent film de Jeremy Saulnier, à la Quinzaine de ce même festival en 2013.
Anton Yelchin retrouve Imogen Poots après le thriller horrifique Fright Night (2011) dans lequel Colin Farrell campait un terrifiant et séduisant vampire. Egalement, le metteur en scène refait équipe avec son impressionnante tête d'affiche de Blue Ruin en la personne de Macon Blair.
Les films de "siège" comme Assaut, Délivrance et La Nuit des morts vivants ont servi de références à Jeremy Saulnier, dans la mesure où son film commence par le groupe de musique qui est piégé par les skinheads et qui n'entend pas se laisser faire. Du côté de son inspiration visuelle pour Green Room, le cinéaste cite Apocalypse Now, Mad Max 2, et River's Edge.
Après le succès du thriller Blue Ruin, Jeremy Saulnier a cherché à faire un film de genre pur et dur. Le réalisateur explique : "Green Room est un film violent qui est à la fois un adieu à ma jeunesse et un hommage au cinéma avec lequel j’ai grandi. J’ai certainement repris des thèmes propres à Murder Party et Blue Ruin, mais Green Room se réclame d’un autre registre. Après le succès de Blue Ruin, j’ai souhaité tenter quelque chose de différent. Alors que Blue Ruin était un film mélancolique au rythme lent, plus contemplatif et intimiste, Green Room est un film d’action frénétique et survolté."
Patrick Stewart campe un personnage particulièrement cruel du nom de Darcy Banker et qui est le chef du groupe de néo-nazis. La présence de cet acteur à la carrière immense peut paraître étrange dans un film de genre comme Green Room. Jeremy Saulnier avait en fait été prévenu comme quoi Stewart avait rejoint la même agence que lui. L'acteur exprima son envie de camper un vrai méchant, a visionné Blue Ruin qu'il a adoré et a ensuite rapidement pris part au film.
Anton Yelchin, qui joue Pat, le bassiste, et Alia Shawkat, qui campe Sam, la guitariste, avaient déjà fait partie d'un groupe de rock dans la vraie vie. En revanche, Callum Turner (le chanteur Tiger) et Joe Cole (Reece, le batteur) se sont retrouvés plongés dans ce groupe fictif sans aucune expérience préalable. Le second s'est donc entraîné à la batterie, chaque jour, à tel point qu’il avait des ampoules partout et le premier s’est cassé la voix à plusieurs reprises à force de travailler son personnage.
Jeremy Saulnier explique que les recherches qu'il a faites sur ces groupuscules néo-nazis le hanteront à vie. De par leur violence extrême mais aussi de par le fait que cette idéologie perdure actuellement. Cela étant, il n'a pas voulu faire de Green Room un film visant à attaquer tel ou tel groupe, mais plutôt à montrer comment une poignée d’individus sont capables de recourir à la peur et à la fascination pour convaincre des personnes vulnérables de les rejoindre.