Это экранизация бестселлера «На пятьдесят оттенков темнее» Э. Л. Джеймс и вторая часть фильма «Пятьдесят оттенков серого», также снятого по роману Джеймс. Третья книга из серии называется «Пятьдесят оттенков свободы», фильм по ней снимался параллельно со второй частью.
До начала проекта поклонники саги предполагали, что роль Элены Линкольн, бывшей любовницы Кристиана Грея, подошла бы Ким Кэтролл, Мишель Пфайффер и Шарлиз Терон. В итоге ее сыграла Ким Бейсингер.
После выхода первого фильма продюсеры обратили внимание, что многие считают гладко выбритое лицо Джейми Дорнана недостаточно сексуальным для его персонажа, поэтому во втором и третьем фильме Кристиан Грей обзавелся щетиной.
В марте 2015 года режиссер Сэм Тейлор-Джонсон и сценарист Келли Марсел, работавшие над первой частью, заявили, что не возьмутся за проект второго и третьего фильма из-за конфликта с писательницей. Постановщиком «На пятьдесят оттенков темнее» в итоге стал Джеймс Фоули, а сценарий написал Ниал Леонард, муж Э. Л. Джеймс.
Съемки фильма проходили в Париже и Ванкувере.
Кандидатами на режиссерское кресло были также Ребекка Томас, Марк Пеллингтон и Таня Уэкслер.
Роль Джека Хайда, начальника Анастейши, могла достаться Генри Кавиллу.
Во время съемок проект носил кодовое название «Дальнейшие приключения Макса и Бэнкса».
Автор сценария фильмов «На пятьдесят оттенков темнее» (2017) и «Пятьдесят оттенков свободы» (2018) Ниал Леонард женат на Э. Л. Джеймс, авторе романа, который лёг в основу сюжета франшизы.
Съёмки в Ницце, Франция, совпали по времени с террористическим актом 14 июля.