Чтобы подчеркнуть реалистичность действия, Джерри Брукхаймер и Тони Скотт пригласили на площадку нескольких консультантов из Бюро по алкоголю, табаку и огнестрельному оружию – агентства, которое в реальной жизни ведёт расследование всех крупных терактов с использованием взрывчатых веществ. Оно, в частности, расследовало такие печальные события, как трагический подрыв здания Альфреда Э. Марра в Оклахоме и взрыв автомобиля у Всемирного торгового центра в 1993 году. Среди консультантов был и отставной сотрудник агентства Джерри Радден, который 20 лет занимался расследованием подобных масштабных инцидентов.

Кэвизелу пришлось стрелять из автоматов МР-5, что требует особой физической подготовки. Перед съёмками он тренировался с сотрудниками Агентства, которые дали ему ощутить в полной мере мощь этого оружия, снабдив его боевыми патронами.

Большинство сцен погони снято на мосту через Миссисипи, который соединяет западный и восточный берега Нового Орлеана. Высота моста – около 100 метров, поэтому никаких ошибок быть не могло, особенно при столкновении машин. Координатор трюков Чак Пичерни Stunts Unlimited комментирует: «Всё должно было быть проделано чётко. Мы должны были сделать погоню на мосту увлекательной, но в то же время не забыть о безопасности и о том, что мы перекрываем такую важную городскую артерию. Думаю, количество людей, работающих над постановкой трюков, включая местных водителей и профессиональных каскадёров иногда доходило до 50-и человек».

На съёмках применялась камера Time Track производства Digital Air, часто использующаяся в кино для создания эффекта «замороженного движения». При съёмке интерьеров в доме Клер каждое движение Полы Пэттон оставляет за собой след, что создаёт изумительный призрачный эффект, как будто эту сцену снимали 160 объективов, выстроенных в ряд. Камера Lydar, разработанная для военных нужд, использовалась для сканирования помещений – например, дома Клер – и построения диаграмм, выводящихся на экраны в лаборатории. Технология Lydar не может сканировать людей, поэтому Тони Скотт попросил компанию Asylum, делавшую спецэффекты для фильма, создать компьютерную версию проекции человека. Компания Asylum создала для картины 100 дополнительных планов с визуальными эффектами.

Кроме этого, при съёмках использовался ряд военных технологий – таких, как Infrared, Thermal Imaging и Heat Impulse; благодаря им действие стало ещё более реалистичным.

Предполагалось начать съёмки фильма в октябре 2005 года; после разрушения города ураганом «Катрина» проект был поставлен на грань закрытия. После возобновления проекта «Дежа вю» стал первым фильмом, съёмки которого начались в разрушенном городе.

Идея фильма была частично позаимствована из романа Орсона Скотта Карда «Искупление Христофора Колумба», описывающий две различные истории человечества, в обеих из которых созданы организации по просмотру исторических событий. Некоторые из членов этих организаций решают лично изменить прошлое и совершают прыжок.

Билл Марсили начал писать сценарий фильма еще в 1997 году.

Особенно тяжело пришлось Джеймсу Кэвизелу, играющему главного подозреваемого во взрыве, Урстадта. В одной захватывающей сцене Урстадта сбивает машина; на съёмках эта ситуация была смоделирована с потрясающей реалистичностью: перед этим Кэвизела, ради его же безопасности, разместили в стальной клетке. Актёр вспоминает: «Меня посадили в клетку, затем на меня понеслись две машины. Мне пришлось собрать всю волю в кулак, чтобы не отказаться. Я думал только об одном: если клетка не выдержит – прощайте, ноги».

Между тем, начинающей актрисе Поле Пэттон довелось не только побыть связанной с кляпом во рту, избитой и засунутой в чёрный мешок на молнии, но и сниматься в глубине предательских вод реки Миссисипи, с 5-фунтовым автомобильным рулем, привязанным к рукам.

В сцене, где главный герой идёт к «домику у реки» террориста, шлем и пистолет несколько раз перескакивают у него из руки в руку.

В сцене допроса Дагом Карлином Кэролла Орстеда пачка сигарет красного цвета на столе при смене кадра все время меняет свое положение: то она стоит на боку, то лежит плашмя.