Shark 3D surfe sur la vague des films d'horreur utilisant les fonds marins. Outre l'énorme succès de Piranha 3D en 2010 (dont la suite, Piranha 3DD, est d'ores et déjà prévue), on compte en effet bon nombre de films mettant en scène des requins : The Reef (2009), Mega Shark vs. Giant Octopus (2009) ou encore Bait (2011).
Bien qu'il soit plus connu pour son long-métrage reptilien Des serpents dans l'avion, David R. Ellis avait déjà mis en scène les plus grands prédateurs des océans en 1999 dans Peur bleue, film pour lequel il avait endossé la casquette de réalisateur de seconde équipe. Il avait de plus officié sur des films comme En Pleine Tempête et Waterworld, dont les intrigues se déroulent en mer.
David R. Ellis s'était déjà essayé à la 3D dans Destination finale 4 en 2009. Cependant, c'est la première fois qu'il doit appliquer cette technologie au milieu marin.
Si le titre du projet était bien Shark 3D, le réalisateur souhaitait intituler son film Untitled 3D Shark Thriller. Selon lui, ce titre aurait été un parfait résumé de ce à quoi les spectateurs doivent s'attendre : "Le titre dit tout ce que vous devez savoir : il y a des requins, c'est en 3D et c'est un thriller".
Walt Conti, responsable des animatroniques avec lequel David R. Ellis avait déjà travaillé sur Peur bleue, n'en est pas à son coup d'essai en ce qui concerne les fonds marins. Outre les prédateurs de Shark 3D, on lui doit l'animation des requins dans Austin Powers dans Goldmember, des animaux marins de En Pleine Tempête et Lame de fond, et également celle de la famille orque dans la saga Sauvez Willy.
Avant même sa sortie, les spectateurs ont été surpris de constater que le film, dont l'affiche et la promotion laissaient penser qu'il serait violent, n'a reçu qu'une interdiction aux moins de 13 ans. Interrogé à ce sujet, le réalisateur explique : "C'est ce que nous voulions depuis le début. Nous voulions faire un film d'horreur et nous en avions les moyens [...], mais nous n'avions pas besoin de tonnes de sang, de paires de seins ou d'insultes à tout va. Nous voulions faire un film que les plus jeunes puissent également apprécier. Je me souviens avoir vu Les Oiseaux quand j'étais petit ; il n'y a pas de sang, pas de seins, mais la peur est là."
Les spectateurs auront le droit à un véritable éventail de la faune marine. En effet, non seulement la menace est multiple, mais elle est également variée ! Le réalisateur affirme avoir été séduit par cette touche d'originalité : "Nous avons affaire à des requins bouledogues, des requins tigres, des squaletets féroces, des requins marteaux, des requins makos et un grand requin blanc. Leurs caractéristiques propres rendent chaque scène d'action hors normes." Cette multiplicité s'avéra également un véritable défi pour le responsable des animatroniques, Walt Conti : "Certains ont été conçus pour nager avec élégance, et d'autres pour l'attaque. [...] Nos requins mesuraient entre 3 m et 3,60 m. Ils pesaient un peu plus de 300 kg. Le grand requin blanc était équipé d'un moteur de 250 chevaux, et était conçu pour fondre violemment sur sa proie."
Walt Conti explique que les techniques se sont profondément modifiées depuis Les Dents de la Mer, à tel point que les requins de Shark 3D ont profité de technologies de pointe provenant du domaine aérospatial. Sculptés à partir de véritables squelettes de requins, ils nécessitaient neuf personnes rien que pour être mis en place, et plusieurs animateurs pour être mis en mouvement. Ceux-ci devaient être parfaitement coordonnés pour offrir une illusion de fluidité de mouvement et de naturel. L'équipe a également eu recours aux nouvelles techniques de l'informatique : "Sur les six espèces de requins qu'on trouve dans le film, deux ont été créées en animatronique, et le reste en infographie", précise Conti.
Bien que le scénario puisse laisser croire à un tournage de tout repos, les acteurs avaient de quoi faire. En effet, en plus des deux premières semaines passées à tourner dans un réservoir de 2,5 m de profondeur, ils ont dû apprendre la plongée et le maniement de bateaux.
Ving Rhames est un habitué des menaces marines : le personnage qu'il interprète, le shérif Johner Fallon, était en effet déjà présent dans le film Piranha 3D d'Alexandre Aja et sera de retour dans Piranha 3DD.
Si le film se déroule en Louisiane, c'est dans l'état voisin, le Texas, qu'il fut tourné. Ainsi, le lac dans lequel se débattent les protagonistes est en réalité le Lac Caddo, situé à la frontière entre les deux états. Bien qu'il soit impossible d'y croiser des requins, on peut en revanche y observer un grand nombre d'alligators. La région avait par ailleurs déjà accueilli plusieurs tournages (Les Chiens de paille, Mr. Brooks ou encore World Invasion : Battle Los Angeles), ce qui a permis à l'équipe de jouir d'un certain confort en termes d'infrastructures.
Dans une visée promotionnelle, l'équipe du film a mis en place une attraction des plus originales au Comic-Con de San Diego. Les fans pouvaient ainsi se faire photographier aux côtés d'un requin animatronique de taille réelle, et même interagir avec lui. Frissons garantis !