Фильм снят по мотивам романа Гарри Грэя «Однажды в Америке» (The Hoods, 1952).

«Однажды в Америке» — это единственный фильм Серджио Леоне, снятый не в его излюбленном экранном формате 2,35:1.

Фильм стал дебютом в кино для 14-летней модели Дженнифер Коннелли.

Сцены на морском берегу Майами-Бич были сняты в городе Сент-Питерсберг на пляже «Дон Сезар».

В сцене, когда пожилой «Лапша» смотрит телевизор, по нему показывают интервью с персонажем по имени Джеймс Конуэй О'Доннэлл. В фильме «Славные парни» (1990) персонажа Роберта Де Ниро также зовут Джеймс Конуэй.

В ходе подготовки к роли «Лапши» Роберт Де Ниро попросил о личной встрече со знаменитым криминальным боссом Мейером Лански, на образ которого он ориентировался. Увы, в этой встрече ему было отказано.

На роль Кэрол безрезультатно претендовала актриса Клаудиа Кардинале.

Первоначально Серджио Леоне вдохновила автобиографическая новелла «The Hoods» Гарри Грэя (на добывание авторских прав на неё у режиссёра ушли годы), но затем, по мере роста масштабности замысла, он привлёк в ряды сценаристов Нормана Мейлера и Стюарта Каминского.

Когда Стюарт Каминский приступил к работе, ему вручили описание сюжетной линии фильма, превышавшее по объёму 400 страниц. В ходе работы над фильмом 10-часовой отснятый материал был урезан до 6 часов. Поначалу Серджио Леоне хотел выпустить свою картину в виде двух трёхчасовых серий, но киностудия не оценила этой идеи. До нынешнего объёма фильм сократил новый монтажёр, Зэк Стэнберг, специально приглашённый для этой цели в съемочную группу.

В середине 70-х годов одним из основных претендентов на роль «Макса» или «Лапши» был Жерар Депардье, который пообещал в случае необходимости выработать у себя американский акцент. В общей сложности в обойму кандидатов на главные роли входило свыше 200 актёров!

Одним из претендентов на роль Макса был друг Роберта Де Ниро, Джо Пеши. После неудачной пробы Джо режиссёр предложил ему выбрать любую роль в фильме, какая только ему понравится — так Пеши сыграл Фрэнки.

Один из актеров, Джеймс Хейден, скончался незадолго до премьеры.

Эту картину так и не показали в кинотеатрах США в полном объеме, так как тогда считалось, что зрители не пойдут на столь долгий (227 минут) фильм. Поэтому Леоне заставили сократить версию фильма до 139 минут, убрав оттуда к тому же всю жестокость. Однако позже на DVD в США вышла полная версия длиной в 229 минут.

Один из героев фильма, которого все зовут Косой, постоянно играет на маленькой флейте «Пано». Это отсылка к герою Чарльза Бронсона из другого фильма Леоне — «Однажды на Диком Западе» (1968), который тоже постоянно играл, но только на губной гармошке.

Фильм был выпущен в советский кинопрокат в 1989 году в трёх сериях, раздельно. Первую серию посмотрели 27,6 млн. зрителей, вторую — 26,6 млн., третью — 23,1 млн. человек.

Леоне был настолько возмущён тем, что для проката в США фильм был урезан до 139 минут, причём все сцены были перемонтированы компанией Алана Ладда в хронологическом порядке, что убило замысел режиссёра и рассеяло содержательно важную для фильма ауру неопределённости, что до конца жизни отошёл от кинопроизводства. «Трагедия фильма в том, что его уничтожат в той стране, для которой он в первую очередь предназначался», — кипятился режиссёр летом 1984 года. — «Но вы знаете прокатчиков, и Ладд не худший из них. Один прокатчик с Ближнего Востока сказал, что готов купить фильм при условии, что мы вырежем все сцены с евреями!»

Съёмки фильма начались 14 июня 1982 года, а закончились 22 апреля 1983 года.

Эпизодическую роль прохожего в сцене, где Лапша выходит из тюрьмы, исполнил известный советский переводчик Борис Романович Изаков (автор переводов Эрнеста Хемингуэя, Сомерсета Моэма, Грэма Грина и других). Он был с визитом в США и попал на съемки фильма через одного из членов съемочной группы.

Роберт Де Ниро предложил, чтобы стареющий Макс обладал ослепительной улыбкой белоснежных зубов — это должно было продемонстрировать его богатство и тщеславие. Продюсеры отказались оплачивать связанные с этим расходы, и Де Ниро взял их на себя.

Отель, в который разбогатевший Лапша пригласил Дебору, снимался в Венеции. При этом дорога, по которой они возвращались домой, находилась на другом берегу океана — на побережье Нью-Джерси. Роль шофёра сыграл продюсер фильма Арнон Милчен.