Caso 39 é a estreia de Christian Alvart em longametragens de língua inglesa.
Chloë Moretz e Isabelle Fuhrman estiveram cotadas para a personagem Lilith.
Ao ser rodada uma das cenas envolvendo fogo, um efeito especial perdeu o controle e incendiou todo o set de filmagens. Ninguém se feriu seriamente.
Com uma única exceção, todas as cenas em que Emily Jenkins estava próxima ou rodeada por fogo foram rodadas por Renée Zellweger. A exceção foi a cena em que Emily está sentada em um quarto, com o fogo à sua volta. Esta cena foi rodada duas vezes, uma com a atriz e sem o fogo e outra com o fogo e sem a atriz.
Estreou em circuito comercial no Brasil antes dos Estados Unidos.