Cold Storage est écrit par David Koepp, qui adapte son premier roman. Ce dernier avait initialement pour projet d'écrire un film, avant de se prendre au jeu : "Pour une raison que j’ignore, je me suis lancé le défi d’écrire une dizaine de pages pour mieux cerner les personnages. Au bout de trois pages, je me suis dit que cela pouvait donner lieu à une nouvelle. Et puis, au bout d’une trentaine, je me suis dit que ce serait plutôt un court roman. Et au bout d’une centaine, j’ai bien dû reconnaître que c’était un roman. Ce travail d’écriture a été un vrai bonheur."
Pour la construction de l'intrigue, David Koepp a puisé dans trois sources très concrètes, et aussi étonnamment banales pour certaines d'entre elles. Le premier événement qui a inspiré le scénariste est une catastrophe spatiale : la chute de Skylab en 1979. Lorsque le fuselage du Skylab s'est écrasé, des gens ont récupéré des débris pour les exposer chez eux. Le réalisateur déclare : "C'est un formidable point de départ pour une histoire : et si quelque chose s'était infiltré dans ces débris au moment de leur chute ?".
La deuxième source est un vigile croisé dans la rue à New York, en plein mois d'août sous une chaleur insoutenable : "Il m'a regardé avec l'air de quelqu'un qui rentre chez lui après plusieurs heures passées à faire un métier qu'il déteste", se souvient Koepp. Il a eu envie de faire de cet homme le héros d'un film, c'est-à-dire "placer un personnage banal dans une situation extrême et hors du commun".
Enfin, le troisième élément déclencheur du récit est un détecteur de fumée défectueux qui rendait Koepp fou chez lui, car il n'arrivait pas à trouver la source du bruit. Dans Cold Storage, c'est un bourdonnement ténu dans un site militaire désaffecté qui interpelle deux vigiles et les entraîne dans le sous-sol de l'entrepôt, où ils font une déplaisante découverte.
Le champignon du film s'inspire du cordyceps, considéré comme un "parasite zombie". Il prend le contrôle du cerveau de certains insectes, notamment des fourmis, et les pousse à se diriger vers un emplacement. Là, l'insecte reste immobile, jusqu'à ce que son corps se déchire et que le champignon jaillisse de ses entrailles et se disperse dans les airs. Le cordyceps se trouve principalement au Bhoutan, au Népal et en Inde.
Parmi les mutations auxquelles on assiste dans Cold Storage, l'une des plus mémorables est celle du "roi de rats", qui désigne un regroupement de rats dont les queues sont emmêlées les unes aux autres, souvent prises dans un mélange composé de paille, d’excréments et de poils. Le nom provient de l'allemand "Rattenkönig". Le spécimen le plus important connu à ce jour a été découvert momifié en 1828 en Allemagne, et se composait de 32 rongeurs. Mais la réalité de ce phénomène est contestée.
Le réalisateur a fait appel à Dave et Louise Elsey, maquilleurs effets spéciaux avec lesquels il a déjà travaillé pour la série Netflix Dracula. Le duo s'est plongé dans de nombreuses recherches sur le champignon parasite et s'est amusé à imaginer des mutations délirantes. Les êtres infectés passent par cinq étapes, dont chacune exigeait des prothèses différentes. L'équipe a privilégié les effets spéciaux physiques, utilisant du maquillage, des marionnettes, des animatroniques, et du slime. Certaines séances de maquillage pouvaient durer jusqu'à quatre heures.
Cold Storage a été filmé entre le Maroc (pour les scènes du désert australien) et les studios de Tiburtina à Rome, où l'entrepôt, censé se trouver au Kansas, a été construit.
L'équipe a construit les extérieurs de l'entrepôt sur plusieurs plateaux des studios de Tiburtina à Rome. Quant aux scènes qui se déroulent dans les souterrains, la production a fait une découverte prodigieuse : un véritable réseau de tunnels a été construit pour servir d’abri antiatomique à Mussolini pendant la Seconde Guerre mondiale.