Основная масса подводных съёмок была сделана на Багамских островах в том же самом районе, где проходили съёмки немого фильма 1916 года.
Одна из использованных при съёмках моделей «Наутилуса» выставлена на показ в тематическом парке Disney World`s EPCOT Center`s.
Ричард Флайшер оказался очень удивлён появлением своей кандидатуры на место в режиссёрском кресле, поскольку он был сыном главного конкурента студии Дисней аниматора Макса Флайшера. Он обратился за разъяснениями к самому Уолту Диснею, но тот ответил, что прекрасно знает, кто он такой, и считает его самым подходящим выбором для этой работы.
Масштабы съёмочного процесса были столь велики, что студии Дисней пришлось обращаться за помощью к другим киностудиям Голливуда с тем, чтобы задействовать их возможности. Так начальные сцены были сняты на одной из съёмочных площадок Universal Pictures, а 20th Century Fox предоставила одну из самых больших на тот момент емкостей с водой для работы с большими моделями.
Художник-постановщик Харпер Гофф в числе прочего научил также Кирка Дугласа играть на гитаре для его номера, «Whale of a Tale». Также его камео можно заметить в самом начале фильма в офисе пароходной компании в Сан-Франциско.
Роль профессора Аронакса могла достаться Шарлю Буайе, который вынужден был отказаться из-за занятости в других проектах.
Лодка, в которой герои высаживаются на остров каннибалов, была сделана из дерева, специально выкрашенного под цвет металла. Для того, чтобы она глубже сидела в воде, использовались специально припасённые мешки с песком.
Средняя продолжительность кадра: 9 секунд.
На роль капитана Немо пробовался Грегори Пек. Обсуждалась также кандидатура британского актёра Ральфа Ричардсона.
Первоначальной задумкой Уолта Диснея было создание полнометражной анимационной ленты, но детальные предварительные наброски художника-постановщика Харпера Гоффа и его настойчивые призывы сделать выбор в пользу игрового фильма побудили поменять решение.
Перевернутая спасательная шлюпка, в которой герой Кирка Дугласа добрался до «Наутилуса», поддерживалась для большей устойчивости снизу скрытым под водой ныряльщиком-аквалангистом.
Сложный дизайн внутренних помещений «Наутилуса» разработал Роланд Хилл, который позднее стал создателем Замка Спящей красавицы в Диснейленде.
До конца 60-х годов многие съёмочные площадки, представляющие собой внутренние помещения «Наутилуса», были полностью сохранены и использовались в качестве аттракциона на студии Дисней. Сюда входили навигационная, салон, легендарный орган и один из больших иллюминаторов, над которым был прикреплён гигантский кальмар. Клюв кальмара мог выдвигаться, несколько раз щелкать и уходить назад.
«20 000 лье под водой» стал первым диснеевским проектом, выпущенным на экраны внутренним прокатчиком киностудии Buena Vista.
