和基斯杜化路蘭以往的作品一樣，他繼續採用IMAX 攝影機，某些片段更是以黑白形式拍攝為何電影會有黑白與彩色畫面的出現？導演基斯杜化路蘭解釋，這兩者代表了故事的不同方面，彩色場景是從第一人稱的視角描述，而黑白場景則純粹是客觀的。奧本海默參與了「曼哈頓計劃」後，因為他們解開了核分裂的祕密，科學家後來甚至研製出威力更強大的氫彈。

繼《星際啟示錄》、《鄧寇克大行動》、《蝙蝠俠—黑夜之神》等大賣電影後，《奧本海默》是第五部路蘭以IMAX 攝影機進行拍攝的電影，這次採用了IMAX 65 毫米及65 毫米大片幅菲林攝影的拍攝技術，同時也是有史以來首部以IMAX 拍攝部份黑白片段的電影作品部分畫面也有路蘭獨特的藍色調濾鏡。路蘭嘗試帶領觀眾體會主角奧本海默的經驗。他認為只有這個方法，才能讓人完全進入奧本海默的矛盾內心世界，例如正當其他科學家瘋狂慶祝實驗成功，他卻開始擔心自己會否化身死神，將科學化成武器，成為世界的滅亡者。

為了保持實景拍攝的震撼，路蘭找來合作多次的攝影指導Hoyte van Hoytema、特效總監Scott Fischer，以及視覺效果總監安德魯Andrew Jackson的幫忙。拍攝團隊一開始進行了許多科學實驗來完成引爆原子彈的拍攝，包括將乒乓球用力互相撞擊、向牆壁潑灑油漆、加入發光的鎂溶液以及更多不同的嘗試，然後再用小型的數位攝影機拍出超近距離的特寫鏡頭，才能造出既壯觀又可怕的蘑菇雲爆炸畫面。

路蘭是一位追求完美的導演，為了拍這部人物傳記，他在選角上也用了一班既有實力又有名氣的演員，包括路蘭的御用愛爾蘭演員Cillian Murphy飾演男主角、Emily Blunt飾演他身為生物學家和植物學家妻子Kitty；Matt Damon飾演曼哈頓計畫的負責人「萊斯利格羅夫斯」少將，以及Robert Downey Jr.飾演美國原子能委員會主席路易斯史特勞斯。Cillian Murphy更為了演活奧本海默一角而不惜減磅瘦身，每天在片場只吃杏仁充饑，而他特意學習梵文，非常敬業樂業。