Après les films fantastiques Dog Soldiers et The Descent, le cinéaste Neil Marshall, considéré comme l'un des chefs de file du nouveau cinéma d'horreur britannique, aborde avec Doomsday un univers plus centré sur l'anticipation et l'action pure. Pour cet ambitieux projet, Marshall a souhaité une mise en scène "à l'ancienne". Il explique : "Je voulais absolument que les scènes d'action soient les plus réalistes possibles, ce qu'on voit très rarement au cinéma de nos jours. Il était hors de question d'utiliser des fonds verts ou de recourir au travail au filin : pour moi, il s'agissait de faire appel à des cascadeurs audacieux capables d'être suspendus à un bolide lâché à 130 km/h ou de sauter dans une voiture qui s'emplafonne dans une autre."
Doomsday rend hommage à des oeuvres majeures du cinéma d'anticipation des années 70/80 telles le Mad Max de George Miller ou le New York 1997 de John Carpenter, même si, selon le producteur Steven Paul, le réalisateur Neil Marshall "a apporté sa touche personnelle au film." Un réalisateur qui avoue, au sujet du cinéma d'anticipation et d'action qu'il remet au goût du jour : "C'est un genre un peu délaissé depuis quelques années, et qui me ramène aux films que j'adore."
Pour définir l'expérience Doomsday, le réalisateur Neil Marshall déclare : "Bien qu'on ait le sentiment d'un voyage dans le temps, on ne change pas vraiment d'époque. Les différents univers du film coexistent tout dans la même temporalité. J'espère surtout que le spectateur passera un bon moment, dans ce voyage à travers l'imaginaire."
La jeune actrice britannique Rhona Mitra, l'héroïne de Doomsday, est plutôt spécialisée dans le cinéma d'action (Beowulf, Get Carter, Highwaymen : la poursuite infernale, Shooter tireur d'élite) et était donc la comédienne rêvée pour le réalisateur Neil Marshall. "Elle a été formidable à son audition, et quand on l'a revue à Londres, on a compris qu'on tenait notre Sinclair", affirme le cinéaste. "Son interprétation du personnage allait dans un sens très physique, ce qui ne l'empêchait pas de comprendre sa sensibilité et son rapport à son passé."
Les séances de maquillage de Doomsday montrant les répercussions du virus "La Faucheuse" ont demandé beaucoup de travail. "Le réalisateur Neil Marshall souhaitait que ça ait l'air aussi répugnant que possible", se souvient Paul Hyett, responsable des maquillages sur le film. "On voulait donner le sentiment que si un malade vous toussait dessus, vous pouviez en mourir ! J'ai étudié les symptômes de plusieurs maladies, notamment de mycoses et de maladies vénériennes. On trouve toutes sortes de maladies de peau peu ragoûtantes sur Internet..."
Hennie Bomana, champion de karaté sud-africain, a accompagné l'actrice Rhona Mitra dans sa préparation physique, notamment pour son combat contre le géant Telemon.
Pour l'essentiel, le tournage de Doomsday s'est déroulé en Afrique du Sud. Après deux mois ensoleillés passés à l'extrémité du continent africain (ou furent tournées de nombreuses scènes extérieures), l'équipe est retournée à un climat plus frais, passant deux semaines en Ecosse puis bouclant le tournage à Londres.