La pre-produzione iniziò nell'aprile 2010. Scott convinse la Fox ad investire milioni di dollari non solo per un normale cast tecnico, ma anche per assumere dei veri e propri scienziati affinché potessero immaginare e dare un'idea piuttosto realistica di un mondo nel XXII secolo.
Per volere di Scott la trama rimase un segreto, messa sotto controllo anche da clausole firmate ufficialmente dal cast degli attori che proibiva loro di divulgare al pubblico anche minime parti. A loro era concesso leggere la sceneggiatura soltanto sotto stretto controllo della produzione e mai privatamente. Scott non voleva assolutamente che la trama finisse su Internet poiché riteneva che sarebbe stata fuori contesto e ne avrebbe snaturato l'originalità.
Le riprese sono iniziate ufficialmente il 21 marzo 2011 e sono durate 82 giorni, quasi 3 mesi. Una prima parte delle riprese sono state effettuate in Inghilterra, mentre le scene esterne del mondo alieno sono state effettuate in Islanda. Tra le location principali si ricordano il vulcano Hekla e le cascate Dettifoss, una delle cascate più imponenti del mondo, che si possono ammirare proprio nella sequenza iniziale del film.
Nel settembre successivo il set si spostò in Spagna in un grande complesso audiovisivo ad Alicante, dove oltre 250 persone avevano lavorato per 3 mesi alla costruzione dell'intero set che costò circa un milione di euro. In post-produzione Scott s'incentrò principalmente sulla resa in 3D del film che a suo parere avrebbe intensificato la profondità delle immagini a cui aveva lavorato molto. Sebbene questo sia il primo film in 3D di Ridley Scott lui stesso disse di aver trovato la tecnologia tridimensionale abbastanza facile da utilizzare anche per dei film futuri. Tra dicembre e gennaio sono poi state girate delle scene aggiuntive, tra cui quella in Scozia.
Scott concluse ufficialmente i lavori del film nel marzo 2012.