El filme está basado en la novela gráfica homónima de Antony Johnston. Los derechos de la obra fueron adquiridos por Focus Features el 9 de mayo de 2015.
Charlize Theron contó con ocho entrenadores personales que le ayudaron a mejorar su fuerza. También trabajó con Keanu Reeves, mientras este se preparaba para John Wick: Pacto de sangre (2017).
Antes de que se reanudara la película, James McAvoy se rompió su mano mientra grababa Múltiple (2017), pero esto no evitó que cumpliera con sus obligaciones en Atómica.
Charlize Theron se rompió dos dientes mientras grababa Atómica.
Charlize Theron llevaba cinco años preparando este proyecto.
Antes de llamarse Atómica, la película tenía el título The Coldest City.
Esta película supone el debut como director principal de David Leitch, ya que sí ejerció este puesto junto a Chad Stahelski en John Wick (2014).
Eddie Marsan ha trabajado antes con Charlize Theron, más en concreto, en Hancock (2008).
James McAvoy y Toby Jones han protagonizado al menos dos películas de Marvel. El primero interpreta a Charles Xavier en la franquicia de X-Men, y el segundo a Armen Zola en las dos primeras películas de Capitán América.
Eddie Marsan y James McAvoy han protagonizado juntos la película Filth (2013).