Во время посещения 18-го кинофестиваля в Нантакет Гленн Клоуз сказала, что согласилась исполнить роль в «Стражах Галактики» потому, что это позволит ей сняться в фильме такого жанра, который ей действительно нравится.

Оливия Уайлд отказалась от роли Гаморы, а Джина Карано, Рэйчел Николс и Эдрианн Палики проходили прослушивание, но в итоге роль досталась Зои Салдана.

Первый проект Marvel не о Мстителях, разработанный студией Walt Disney Pictures.

Фильм основывается на команде персонажей из одноименного комикса 2008 года (Звёздный Лорд, Гамора, Дракс Разрушитель, Ракетный Енот и Грут), но при участии персонажа Йонду, из оригинальных комиксов 1969 года.

Джоэл Эдгертон, Эдди Редмэйн, Дженсен Эклс, Ли Пейс, Уэс Бентли, Джек Хьюстон, Кэм Жиганде, Салливан Степлтон, Логан Маршалл-Грин, Гаррет Хедлунд, Крис Лоуэлл, Джеймс Марсден, Джим Стёрджесс, Джозеф Гордон-Левитт, Аарон Пол, Гленн Хоуертон, Майкл Розенбаум и Джон Красински прослушивались на роль Звёздного Лорда.

Планировалось, что Железный человек исполнит эпизодическую роль в этом фильме (поскольку он является последним из Стражей Галактики в комиксах), но от этой идеи отказались после того, как Роберт Дауни мл. сказал, что, возможно, в будущем он не будет исполнять роль Тони Старка.

Для подготовки к роли Небулы Карен Гиллан пришлось побрить голову.

Режиссер Джеймс Ганн отметил, что при создании этого фильма источником вдохновения для него был «Железный человек» (2008).

Джеймс Ганн заявил на своей странице в Facebook, что в отличие от большинства фильмов, в этом часть сцен будет сниматься уже под написанную Тайлером Бейтсом музыку.

Джимон Хонсу согласился исполнить роль в этом фильме ради своего маленького сына, который просто обожает супергероев и однажды даже шокировал отца, сказав, что хочет стать белым, для того чтобы стать Человеком-пауком, потому что у Человека-паука белая кожа.

В рамках подготовки к фильму Крис Прэтт прошел через 6 месяцев тренировок и строгой диеты, в результате он сбросил около 27 кг. Прэтт сказал, что все это было нелегко, но когда он увидел, как его раздетый по пояс персонаж выглядит на экране, он понял, что это того стоило.

Брэдли Купер отметил, что на то, каким голосом он озвучивал енота, повлияло его впечатление от персонажа Томми ДеВито (Джо Пеши) из фильма «Славные парни» (1990).

Адам Сэндлер, Дэвид Теннант, Шарлто Копли, Джим Керри и Х. Джон Бенжамин рассматривались как кандидаты на озвучивание енота.

Бенисио Дель Торо описал своего персонажа как «Либераче в космическом пространстве».

Айзая Мустафа, Брайан Вэйд и Джейсон Момоа рассматривались на роль Дракса.

По словам продюсера Виктории Алонсо, персонажи енота и Грута были созданы за счет сочетания технологии захвата движения и ротоскопирования. Роль енота при этом исполнил брат Джеймса Ганна – Шон Ганн.

Во время съемок на площадке постоянно играла музыка, написанная Тайлером Бейтсом специально для фильма. По мнению режиссёра Джеймса Ганна, именно музыка помогает создать на площадке уникальную атмосферу, которая настраивает всю группу на нужный лад. Кстати, помимо оригинального саундтрека, музыкальный отдел сделал подборку популярных песен 70-х годов, которые Питер Квилл постоянно слушает на своем старом кассетном плеере.

Четыре месяца команда реквизиторов провела в поисках кассетного плеера, с которым по сюжету почти никогда не расстается Питер Квилл. В итоге им удалось отыскать всего 16 плееров в разном состоянии, которые подошли для съемок в фильме.

Художник-постановщик Чарльз Вуд и его команда спроектировали и построили несколько крупномасштабных декораций для съемок фильма. Самым большим сооружением стала космическая тюрьма «Килн», в которой впервые встретились все участники «Стражей Галактики». Это трехуровневое сооружение, на возведение которого было израсходовано более 160 тонн стали. На этапе пост-продакшена здание было расширено на 60 метров.

Прототипом космического корабля «Милано», принадлежащего Питеру Квиллу, послужил самолёт с ракетным двигателем Bell Aircraft X-1. «Милано» представляет собой двухуровневую сложную декорацию: наверху расположена кабина экипажа, а внизу — жилые помещения. Над возведением корабля несколько мастерских трудились около двух недель. Внутреннее обустройство корабля Питера должно было не только напоминать ему о Земле, но и отвечать последнему слову технического прогресса – вся приборная панель отделана высококачественными материалами, хромом и кожей, а внешне корабль напоминает гоночный автомобиль.

За весь период съемок фильма специалисты по пластическому гриму создали порядка 1250 силиконовых накладок для лиц. На площадке работало 50 гримеров, которые были разделены на группы для создания образа каждого персонажа.

В съемках массовых сцен было задействовано около двух тысяч человек.

Над созданием артефакта, известного, как «сфера» трудилась команда именитого реквизитора Барри Гиббса. Внешний корпус конструкции выполнен из покрытого серебром алюминия, на который предварительно нанесли окисляющий раствор, а затем просверлили множество отверстий.

Бенисио Дель Торо, чтобы перевоплотиться в Коллекционера, прошел процедуру осветления волос и бровей.

Над созданием запоминающегося образа Дракса трудилась команда из пяти человек. Ежедневно на нанесение пластического грима, состоящего из 18 отдельных накладок для лица и тела, уходило 4 часа. На момент окончания съемок Дэйв Батиста в совокупности провел около 7 суток в руках гримеров.

Вин Дизель озвучил Грута на нескольких языках, в том числе и на русском.