Soucieux de raconter cette histoire avec un maximum d'authenticité, David Fincher s'est largement fondé sur les livres de Robert Graysmith, qui a vécu les événements de l'intérieur : illustrateur au San Francisco Chronicle, l'un des journaux auxquels le tueur envoyait ses courriers, Graysmith s'est passionné pour cette enquête au point de la continuer à titre privé lorsque l'affaire fut classée par la police. C'est à Jake Gyllenhaal (le secret de Brokeback Mountain) que revient d'incarner Graysmith, tandis que Robert Downey Jr joue le rôle d'un journaliste du Chronicle et Mark Ruffalo celui d'un des policiers impliqués dans la traque du tueur.