該片是湯唯自2016年產後回歸大銀幕的首部作品。
片中湯唯、黃覺以及陳永忠的角色名字都是真有其人的演員和音樂人，而女主的名字一開始叫山口百惠，最終在電影中的名字改成了「萬綺雯」。
女主角是畢贛照著湯唯的樣子寫的，而且畢贛後期在接受採訪時也表明這個角色只有湯唯能夠出演。而敲定湯唯出演的過程也非常迅速，畢贛見了她一面後就確定了。在拍攝湯唯的鏡頭時，導演要求她身上要有被壓壞的痕跡，但組裡並沒有特效化妝。於是湯唯就讓黃覺找了塊三角形的小瓦片，真的在皮膚上劃出了刮痕。
黃覺看完《路邊野餐》後成為畢贛的粉絲，他主動聯繫上導演想參演。雖然黃覺是廣西人，但在確定出演後，他留出兩個月去學習凱裡方言，最後在影片中黃覺用凱裡方言出演。
在片中飾演「白貓」的李鴻其在劇組中拍了兩個月，但由於劇情原因，他的戲份被刪減到了只剩幾分鐘，他甚至還為了一場戲連吃七八個蘋果。
在拍攝最艱難的時候，導演畢贛得了嚴重的毛囊炎，甚至要去做手術，還吃了很長時間抗生素。
該片的片名取自智利小說家羅貝託·波拉尼奧的一本書。它的創作靈感來自夏加爾的畫作、莫迪亞諾的小說和保羅·策蘭的詩句。而片中那個長達60分鐘的3D長鏡頭，是畢贛思考了好幾年，用3D器材實拍的。而且，自從決定3D長鏡頭這一拍攝方式後，畢贛就開始研究如何用技術實現，他和策劃甚至寫了一篇長達兩萬字的關於3D的論文。為了這個鏡頭，他們提前準備一個月改造場景、布光，為了這個鏡頭下了很多功夫。
《地球最後的夜晚》在2018年的最後一天上映，上映首日票房達2.64億元，創造了國產文藝片單日票房的歷史紀錄。而且，這部影片已經入選坎城電影節「一種關注」單元，並在2018年的金馬獎評選中獲得三項獎項。而且，這部電影曾被英國《銀幕》雜誌列為「2018年最具電影節吸引力的亞洲及中東電影」。
《地球最後的夜晚》的英文片名「Long Day's Journey Into Night」，來自美國劇作家尤金·奧尼爾的同名自傳劇作，中文名為《長夜漫漫路迢迢》。
在《地球最後的夜晚》上映前，如果在黃覺北京的酒吧mandrill裡，在喝酒之前說出影片中的經典臺詞「你數過天上的星星嗎，它們和小鳥一樣，總在我的胸口跳傘」，就可以獲得電影的紀念物。
在《地球最後的夜晚》中，導演很注重配樂的音樂價值和品味，影片中的配樂營造了電影如夢如幻的場景和氛圍。影片中大部分配樂都出自林強之手，而且官網最後還出了配樂的黑膠唱片。
畢贛導演在接受採訪時提到，每次進入片場之前，都要穿過一條長長的隧道，到達拍攝地所在的汞礦遺址內部。礦區位於貴州丹寨縣，離凱裡不遠。拍第一部長片《路邊野餐》的時候，畢贛去周圍勘景，發現了這個神秘的地方。礦區當初是上世紀五十年代由蘇聯人指導建造的，九十年代終於枯竭，如今，礦區仍然保留著過去的模樣，時間仿佛陷入停滯狀態。