Эталонный боевик на стыке двух веков, Том Круз на пике популярности и физической формы и любимые режиссерские приемы мастера экшна из Гонконга: замедленная съёмка при максимуме движения, любование деталями пейзажа, страстные любовные сцены и даже чёрно-белые вставки.
Действие фильма было специально перенесено в Сидней, столицу летних Олимпийских игр 2000 года. Картина вышла в прокат ровно перед стартом Олимпиады.
Первая режиссёрская сборка фильма имела хронометраж 210 минут, т.е. три с половиной часа. Боссы Paramount Pictures сказали Джону Ву, что фильм должен уложиться в два часа. Картину пришлось радикально перемонтировать. Это и объясняет присутствие в версии, которая вышла на экраны, такого количества нестыковок и сюжетных дыр. На сегодняшний день многие почитатели серии считают фильм «Миссия невыполнима-2» самой слабой частью франшизы.
Партнёршей Итана Ханта стала Тенди Ньютон. Предложила её на эту роль тогдашняя супруга Круза актриса Николь Кидман. Ньютон утвердили на роль ещё до того, как закончилась работа над сценарием.
При бюджете 125 миллионов долларов блокбастер собрал в мировом прокате более 546 миллионов долларов. Это самый кассовый фильм 2000 года и самый кассовый фильм Ву.По независящим от него причинам Тому Крузу пришлось оплачивать перерасход выделенного на съёмки бюджета из собственного кармана.
В сцене знаменитого проезда через открытое пламя на мотоцикле Том Круз не пользовался ни огнеупорной одеждой, ни специальным защитным гелем.
Эпизодическую роль начальника Итана Ханта, которую исполнил Энтони Хопкинс, изначально предлагали Иэну Маккеллену, но он оказался занят в театральной постановке в Лондоне, и роль отдали Хопкинсу. Агент Маккеллена был в ужасе, что тот отказался от небольшой в сущности роли. Но согласись Маккеллен на неё, он не смог бы сыграть в трилогии Питера Джексона «Властелин колец» и, так же, как Дюгрей Скотт, он не сыграл бы у Брайана Сингера в «Людях Икс».
При съёмках сцены схватки, в которой противник старается вогнать герою Тома Круза острие ножа в глаз, Круз настоял на том, чтобы использовался самый настоящий нож, который необходимо было остановить в нескольких миллиметрах от зрачка. К рукоятке ножа присоединили трос, который стравливали очень медленно и потихоньку, чтобы достичь нужного эффекта. Круз настоял, чтобы Дюгрей Скотт, который играл его врага, использовал всю свою силу, а не поддавался
