Une fois le réalisateur et l’acteur principal attachés au projet, les producteurs ont rassemblé les acteurs qui viendraient peupler l’étrange univers du film.
Virginia Madsen, nommée à l’Oscar 2005 pour
Sideways, a été choisie pour incarner Agatha, la femme de Walter Sparrow, et la mystérieuse Fabrizia du roman.
Danny Huston, interprète de
21 Grammes, joue le double rôle du professeur Isaac French et de son alter ego littéraire, le Dr Miles Phoenix. Le jeune
Logan Lerman joue quant à lui Robin, le fils de Walter et Agatha.
Les autres rôles clés sont interprétés par
Rhona Mitra, qui joue la belle et sensuelle Laura Tollins, et
Lynn Collins, qui interprète la blonde suicidaire et un personnage du passé de Walter, la veuve Dobkins. Pour créer le style visuel particulier du film, le directeur de la photo
Matthew Libatique a travaillé en étroite collaboration avec le chef décorateur
Andrew Laws et le chef costumier
Daniel Orlandi. Ils ont mis au point l’esthétique épurée de thriller moderne voulue pour le film et l’univers littéraire sombre et perturbant du roman.
Le film a été tourné à Los Angeles et dans ses environs, notamment dans les communes d’Altadena, Pacific Palisades, Monterey Park et Temple City. Certaines scènes ont été tournées dans le cadre de la splendeur surannée des hôtels de Skid Row au centre de Los Angeles, d’autres dans les forêts sauvages du Temescal Canyon à Pacific Palisades. Pour finir, les intérieurs ont été tournés durant plusieurs semaines sur les plateaux du Sunset Gower Studio à Hollywood et aux Los Angeles Center Studios.