该片改编自雷米的犯罪小说《心理罪》[请上SP影视网观看心理罪]系列小说第四部《心理罪之城市之光》[请上SP影视网观看心理罪之城市之光]，2012年徐纪周买下电影版权，13年写完初稿，之后审查花了3年，至2016年期间一直在打磨剧本，前后写过13稿剧本。
该片改编的剧本是一个独立的犯罪故事，系列小说会有某些人物的关系前后牵扯，由于没有足够的篇幅去给观众做交代，顾为了放在一部独立电影里，跟前作的牵扯会被删减。导演徐纪周为了保留原著的“灵魂”竭尽所能，从演员、剧情到氛围都力求真实还原、最大保留。片中“方木”灰白色头发、留着胡子戴眼镜的造型是邓超自己定的。
该片开拍前，邓超提前入驻刑警队体验生活，为了拍好打戏一直在不间断地做体能和动作训练。和拍摄《烈日灼心》[请上SP影视网观看烈日灼心]时相似，由于饰演压抑的角色，邓超有一套自己调节心态的方法，每天卸妆后就会在剧组“尬舞”，不管是在布满凶器的杀人现场还是审讯室，都能看到他的舞姿。
一场和阮经天的打戏，邓超拍了五天。期间阮经天“打”邓超时，把一个很硬的扳手打弯了。阮经天为了演好变态杀手，在戏外一直刻意和邓超保持距离，还拒绝了邓超的火锅邀约，就是为了保持两人在片中对立的气氛。
男主角复杂甚至对立的心理状态无疑是对演员表演的一种巨大考验，为此邓超也是从拍摄前就进入了角色准备状态，从警局体验生活的每个文档入手到每个案子每次出警，进入正式拍摄期后入戏程度逐渐升级，自曝“方木式疯狂让我在无锡三个月夜夜失眠，一个人在房间自言自语”。
有一场戏方木与江亚对峙，邓超和阮经天太投入连道具墙直接被撞碎，阮经天回忆这场洗说道：“拍到最后两天的时候已经打疯了，打的已经不是招式，整个头都是肿的，打得满头包。全程靠意志力在支撑，无法克制的疯狂。”在这段靠意志力苦撑的时间里两个人都受尽折磨，就连身边的工作人员看了都大呼看得肉疼。
刘诗诗主动请缨徒手挑战爬摩天轮，游乐场打斗的一段戏中，刘诗诗不小心重重摔倒在地，全场都听到嘣地一声，手也擦破了，结果诗诗爬起来，在衣服上蹭蹭，说没事，马上接着拍，非常不娇气。为了演活米楠，刘诗诗下足功夫，不仅参加刑侦培训、苦练格斗术，在拍摄中对自己更是严格要求，除了专业程度极高的动作，都会亲自上阵。在跳高架桥一场戏中，为了达到最完美的效果，她一晚上跳了三四十次。