該片故事改編自真實歷史事件“胡家峪慘案”，“紅樓”則脫胎自北大紅樓，以紀念在其中受到侵略者殘忍虐待的革命誌士 。
2015年是世界反法西斯戰爭勝利70周年，也是抗日戰爭勝利70周年。在該片籌備之初，總導演李明便預備將《紅髏》作為紀念獻禮，警示國人“勿忘國恥，振興中華” 。 電影在北京開拍，於2015年1月初殺青。該影片殺青前的最後壹場重頭戲於元旦之夜在懷柔某影視園拍攝完成 。
為追求影片的真實感，劇組花費三百余萬元在天津郊區將壹塊荒地從無到有，依照歷史資料將胡家峪重現銀屏 。
拍攝時劇組購買了許多民國時期的“老物件”，主演到群演的服裝全都再參考了資料後專程定制。道具方面頗費心思，小到斷手上使用泥土還是沙石來表現真實感，都進行了幾次的嘗試考察效果 。
為了追求影片的真實感和恐怖效果，片方在拍攝期間購買了真實的頭顱和骨骼等陳列品 。