Jack Lemmon odrzucił rolę Sundance'a Kida, gdyż miał już zobowiązania wobec ''Dziwnej pary''. Propozycję zagrania tej samej postaci dostał też Steve McQueen. Ostatecznie angaż otrzymał Paul Newman.
Reżyser George Roy Hill początkowo rolę Butcha Cassidyego przypisał Robertowi Redfordowi, a rolę Sundance Kida Paulowi Newmanowi. Zgodnie z propozycją Redforda role zostały zamienione.
Poważnym kandydatem do jednej z ról był Marlon Brando.
Jednym z proponowanych kandydatów do roli Butcha był Dustin Hoffman.
Jako pierwszej rolę Etty Place zaproponowano Joannie Pettet, ale aktorka musiała ją odrzucić z powodu ciąży.
Paul Newman sam wykonywał sztuczki na rowerze po tym jak jego kaskader nie był w stanie się na nim utrzymać. Tylko scena, w której Butch wjeżdża tyłem w ogrodzenie została zagrana przez operatora Conrada L. Halla.
George Stevens odmówił reżyserii filmu.
Pierwotny tytuł filmu brzmiał "The Sundance Kid and Butch Cassidy", gdyż Kida miał grać Steve McQueen. Gdy jednak jego rolę przejął Robert Redford, na pierwsze miejsce w tytule wysunięto Butcha Cassidy'ego, gdyż grający go Paul Newman był wówczas znacznie popularniejszy od Redforda.
W jednej ze scen Percy Garris używa słowa "Bingo". Zwrot ten, obecnie powszechny, nie był znany w Ameryce Północnej do lat 30. XX wieku i na początku brzmiał "Beano".
Pociągi w filmie mają lokomotywy klasy K-28, które nie były produkowane do 1923 roku. Akcja filmu rozgrywa się pod koniec XIX wieku.
Gdy bohaterowie wpadają do rzeki, Butch krzyczy do Sundance'a "You're Drowning Me" ("Topisz mnie"), mimo, że znajdują się w tym momencie daleko od siebie.
Wszyscy mieszkańcy Boliwii w filmie mówią tak naprawdę z meksykańskim akcentem.
Zdjęcia do filmu kręcono w Grafton, St. George, Parku Narodowym Zion, Parku Stanowym Kanionu Snow (Utah, USA), Durango, Silverton, Telluride, Lesie Państwowym San Juan, nad rzeką Animas (Kolorado, USA), w Mexican Water, dolinie Monument Valley, kanionie Tsegi (Arizona, USA), Calabasas, Los Angeles, nad jeziorem Sherwood (Kalifornia, USA), w Chamie, Taos (Nowy Meksyk, USA), Cuernavace i Taxco de Alarcón (Meksyk).
Wykonanie słynnego utworu Burta Bacharacha "Raindrops Keep Fallin' on My Head" proponowano Bobowi Dylanowi. Ten jednak odrzucił propozycję, więc jego miejsce zajął B.J. Thomas.
Prawdziwa nazwa gangu Butcha and Sundance'a Kida brzmiała The Wild Bunch, czyli Dzika banda. Kilka miesięcy wcześniej pojawił się jednak film Sama Peckinpaha o takim tytule. Aby uniknąć nieporozumień, postanowiono więc zmienić nazwę gangu na The Hole in the Wall.
W scenie skoku do rzeki kaskaderzy Paula Newmana i Roberta Redforda skoczyli tak naprawdę z dźwigu przy Century Lake. Dźwig był przysłoniony matowym obrazem klifów. Paul Newman i Robert Redford rozpoczęli skok w Kolorado, ale wylądowali na materacach.
Zdjęcia do filmu kręcono od 16 września 1968 roku do 13 marca 1969 roku.