Para preparar la película, José Padilha trabajó dos años en investigaciones con la colaboración de BOPE, psiquiatras de PM y ex traficantes. El director entrevistó y escuchó historias de 15 policías, que conoció después de hacer la película Ônibus 174 (2002).
Una edición no finalizada de la película se filtró y fue comercializada por vendedores ambulantes de todo Brasil. Una búsqueda realizada por IBOPE estimó que más de 11 millones de personas habrían visto la película en su versión pirata. Muchos consideraban que este hecho era uno de los responsables de la gran popularidad de la película en Brasil. A pesar de todo, Tropa de Élite tuvo una buena recaudación.
En noviembre de 2006 traficantes de Chapéu Mangueira, donde se realizaban las grabaciones, secuestraron parte del equipo que trabajaba en la película y robaron armas escenográficas, 59 de ellas réplicas y 31 verdaderas adaptadas. Las grabaciones fueron paralizadas cerca de dos semanas.