Фильм снят по мотивам серии комиксов Лоуэлла Каннингема, которая выпускалась с 1990 по 1991 год издательством Marvel под своими импринтами Aircel Comics и Malibu Comics.Идея с путешествием агента Джея в прошлое принадлежала самому Уиллу Смиту и очень понравилось Барри Зонненфельду, у которого ушло десять лет на ее реализацию.Система тросового спуска, засветившаяся в фильме неподалеку от стартовой площадки «Аполлона», существует на самом деле. Она была разработана для «Аполлона» и в дальнейшем улучшена для программы «Космический челнок». Ее использование предполагалось в чрезвычайных ситуациях, экипажу предписывалось спускаться в стальных кабинках вниз по тросовым линиям к взрывозащищенным бункерам. Все астронавты овладевали этой системой в ходе тренировочной программы, но в условиях экстренной возникшей опасности она не использовалась ни разу.В завязке фильма лунный модуль «Аполлона» показывается с подъемным модулем. Он был специально запущен с Луны, чтобы доставить астронавтов на орбитальный модуль для возвращения на Землю.Майкл Бэй предлагал свою кандидатуру для режиссуры фильма, но студия без объяснения причин высказалась в пользу Барри Зонненфельда, ставившего обе предыдущих картины.Для более убедительного вхождения в роль Лили Пойзон, бывшая вокалистка группы The Pussycat Dolls Николь Шерзингер слушала композиции Led Zeppelin.Надпись «CRM-114» появляется в фильме дважды: сначала на внешней стене тюрьмы, где содержали Бориса (заметна во время побега), и как идентификационный номер бункера на пляже у мыса Канаверал. Эти цифры – отсылка к фильму Стэнли Кубрика «Доктор Стрейнджлав, или Как я научился не волноваться и полюбил атомную бомбу» (1963), которым вдохновлялись создатели «Людей в черном».Один из солдат на пляже на мысе Канаверал среди прочих наград имеет Железный крест.Конспирация Людей в черном должна была быть нарушена в эпизоде, когда они появляются на башне обслуживания, расположенной на стартовой площадке «Аполлона-11». Трансляция этого события прошла по всем каналам.Дэвид Кепп должен был стать основным сценаристом ленты «Люди в черном 2», но вышел из проекта ради написания сценария к фильму «Человек-паук», и вернулся к франшизе «Люди в черном», войдя в состав сценаристов третьей части.Франшиза «Людей в черном» дважды любопытно переплелась с серией картин о «Человеке-пауке». Вторая часть ЛВЧ вышла в один год с первым фильм Сэма Рейми, а третья – в один год с «Новым Человеком-пауком».Перерыв Уилла Смита в съемках перед участием в этом фильме продлился 3,5 года, став самым долгим с начала его карьеры, стартовавшей в 1993 году. До «Людей в черном 3» последней картиной актера была лента «Семь жизней», вышедшая в конце 2008 года.Саша Барон Кэн мог исполнить роль Бориса.Эпизодическую роль в фильме исполнил известный поп-певец Джастин Бибер.Гонорар Уилла Смита за участие в картине составил 20 млн. долларов.Джемма Артертон была первым выбором студии на роль молодого агента «О», но вынуждена была отказаться по причине несовпадения рабочих графиков с участием в другом фильме. На эту же роль так же рассматривалась Бетти Уайт.В комнате агента Джея, в момент его телефонного разговора с Кеем на стене висит портрет мопса Фрэнка, отметившегося в обеих предыдущих частях. В частности, во втором пес был временным напарником Джея, замещавшего отсутствовавшего Кея. Также изображение пса (с подписью «Невероятный говорящий пёс») красуется на крупном плакате в эпизоде задержания полицейскими из 1969 года Джея для досмотра.«Люди в черном 3» являются вторым триквелом в продюсерской карьере Стивена Спилберга, где используется корабль «Аполлон-11» в сюжетной линии. До этого были «Трансформеры 3: Темная сторона Луны», где корабль с трансформерами был обнаружен именно «Аполлоном».Специалист по визуальным эффектам Рик Бэйкер лично отметился в фильме – в эпизодической роли пришельца с наголо обритой головой.Персональный визажист Уилла Смита Джуди Мердок участвует в фильме в качестве женщины-пришельца с синей кожей.Говорящая рыба-инопланетянин, которая лежала на разделочной доске в китайском ресторане на самом деле земная рыба Psychrolutes marcidus – глубоководная донная морская рыба семейства психролютовых, которую из-за весьма отталкивающего внешнего вида нередко считают одной из самых причудливых океанских глубоководных рыб на планете. Она обитает на глубинах 600-1200 м у побережья Австралии и Тасмании. Так что как минимум про одну шеф-повар ресторана не врал.Режиссер фильма Барри Зонненфельд исполнил маленькую роль-камео: он сыграл главу семьи, смотрящего по телевизору запуск «Аполлона-11» с чашкой кофе в руках.Джош Бролин исполнил роль молодого агента Кея, который в пожилом возрасте сыгран Томми Ли Джонсом. Жена Бролина Дайана Лэйн снималась в паре с Джонсом в мини-сериале «Одинокий голубь». В сиквеле фильма «Улицы Ларедо» роль Лэйн отошла к Сисси Спейсек, которая в свою очередь была экранной женой Джонса в фильме «Дочь шахтера», а в действительности приходится кузиной актеру Рипу Торну.Если ориентироваться на трейлер, то получается, что агент Джей перемещается в прошлое из 2012 года на 43 года назад, в 1969-й. Он приходит в себя и замечает молодого агента Кея, сыгранного Джошом Бролином, который в действительности моложе Томми Ли Джонса (пожилого Кея) всего на 21 год.Юрий Ловенталь, который озвучил пришельца-граффити, так же озвучивал Бена Теннисона из мультсериала «Бен 10». Семья Теннисона тесно связана с организацией, напоминающей по структуре Людей в черном.Агент Джей приходит в штаб-квартиру организации, думая, что напарник Кей его разыгрывает и поэтому кричит на все помещение, пытаясь отыскать Кея. На мониторах с изображенными пришельцами (маскирующимися под людей), за которыми тщательно следят Люди в черном, можно разглядеть режиссера Тима Бертона.В штаб-квартире «Людей в черном» на голографических экранах встречаются изображения Билла Гейтса, Леди Гаги, Минг Йао и Дэвида Бекхэма.В квартире агента Кея за стеной спрятана потайная оружейная комната, которая присутствовала также и во второй части франшизы.Когда агент Джей прыгает с крыши здания, чтобы переместиться в пространстве, в его модуле случаются неполадки. Концепция позаимствована из боевика Питера Хайамса «Патруль времени» (1994) с Ван Даммом.18-го мая на премьере фильма в Москве, Барри Зонненфельд заявлял, что планирует снять продолжение: «Я очень хочу снять четвёртую часть, но это можно будет сделать, если третья будет успешной. В идеале мне хочется снять Уилла Смита, Томми Ли Джонса и Джоша Бролина вместе». Уилл Смит и Томми Ли Джонс также выразили заинтересованность в этом проекте, который под вопросом и по сей день.«Люди в черном 3» – единственный фильм во франшизе, после выхода которого Уилл Смит не выпустил ни сингла, ни видеоклипа. 
