Le jeu a reçu un excellent accueil critique avec un très bon score de 96 % sur Metacritic et de plus de 94 % sur Game Rankings pour la version Xbox 360.
Par exemple le journaliste de GameSpy a écrit :
Ou celui de 1Up :
Gamekult est également élogieux :
À sa sortie, la version PC du jeu contenait un dispositif anti-piratage nommé SecuROM qui limitait le nombre d'installations du jeux par un contrôle via internet. La polémique suscitée par ce type de sécurité qui pénaliserait plus les acheteurs que les pirates a finalement eu raison du système anti-copie, l'éditeur ayant mis en ligne un patch réactivant les clés numériques déjà utilisées.
À l'origine, Bioshock avait un scénario différent de ce qu'il est aujourd'hui. Le personnage principal était censé être un "redresseur de pensées", un homme capable de délivrer les gens de l'emprise d'un culte et de les astreindre à adopter une certaine droitesse morale et psychologique. Ken Levine cite un exemple de ce qu'un redresseur de pensées fait lorsque "des gens louent leurs services afin que leur fille qui entretient des relations lesbiennes revienne dans le droit chemin. Le redresseur de pensées kidnappe et les "reprogramme", c'est vraiment quelqu'un de sombre et c'est le genre de personnage que vous étiez supposé incarner.". Le déroulement de l'histoire aurait été davantage impliqué politiquement, les services de ce personnage auraient été loués par un Sénateur. Le gameplay est similaire à ce que fut la première mouture du jeu mais le scénario a été radicalement modifié, Irrotionnal Games's décidant de faire du game design l'élément principal du jeu, selon Levine. Il ajoute que "son intention n'a jamais été de proposer deux fins différentes pour le jeu. C'est survenu assez tard dans le développement et c'est quelque chose qui a été proposé par quelqu'un de plus haut placé".
En réponse à une interview du site web IGN au sujet de ce qui a influencé le scénario, Levine a affirmé : "J'ai lu des bouquins de Ayn Rand et George Orwell et tout un tas d'œuvres utopiques et dystopiques du XXe siècle que j'ai réellement trouvées fascinantes.". Levine a également mentionné son intérêt pour la recherche sur les cellules souches et les questions morales que cela soulève. Aux questions sur ses influences artistiques, Levine a raconté à Electronic Gaming Monthly : "Enfant, j'étais obsédé par 1984 et Logan's Run (roman dont est tiré le film l'Âge de Cristal). J'adore m'imaginer ce qui survient lorsque s'effondrent les mondes fondés sur de bonnes idées."
Le contexte du jeu fait explicitement et directement référence au roman d'Ayn Rand, Atlas Shrugged ; "Atlas", qui guide Jack dans le jeu en est une référence évidente. De plus, le nom d'"Andrew Ryan" contient l'anagramme du nom "Ayn Rand".
Bioshock s'inspire de System Shock et a été conçu par les anciens développeurs de la série. Levine affirme que son équipe a beaucoup réfléchi à changer radicalement de nature de jeu depuis la sortie de System Shock 2. Dans une vidéo présentée à la presse à l'E3 2006, Levine a mis en évidence plusieurs similitudes entre les deux jeux. Plusieurs éléments du gameplay sont comparables : les plasmides de Bioshock ont la même fonction que les facultés psionique de System Shock 2 ; Shodan fait penser a Fontaine ; le héros est inconnu ; le joueur doit également faire face à des engins offensifs de sécurité et a la possibilité de les détourner à son avantage ; la gestion sévère des munitions est un élément de gameplay commun aux deux jeux ; les enregistrements magnétiques audio complètent la narration à la manière des courriels des jeux System Shock. Les fantômes qui jouent devant les yeux du joueur des scènes clés et tragiques du passé sont présents dans les deux jeux, de même que l'amélioration des armes et les munitions multiples. Le joueur est également guidé par un interlocuteur radiophonique qui joue un double jeu avec le héros.
Le jeu a tout d'abord été développé sur le moteur du jeu Tribes: Vengeance, version modifiée de l'Unreal Engine 2.5 à l'instar des précédents jeux d'Irrational Games (SWAT 4 et SWAT 4: The Stetchkov Syndicate). Dans une interview donnée en mai 2006, Levine annonce le passage à un moteur 3D Unreal Engine 3.0 modifié. Il souligne l'amélioration des effets de l'eau dont il annonce un rendu impressionnant : "nous avons recruté exclusivement pour ce jeu un artiste et un programmeur pour les aspects spécifiques propres aux effets de l'eau, ils déchirent tout, vous n'avez jamais vu de tels rendus d'eau". Cette amélioration graphique a très bien été accueillie par la presse : Gamespot dira d'ailleurs "qu'il s'agisse d'eau stagnante ou d'eau de mer s'écoulant après une explosion, ça vous scotchera chaque fois que vous le verrez". La version Windows pour PC de Bioshock est capable de gérer le contenu de Direct3D 10 (DirectX 10) si le système correspond aux recommandations matérielles mais il fonctionne également sous DirectX 9. Le rendu visuel diffère un peu entre les deux API, notamment la gestion de l'eau, mais cela ne gène aucunement le déroulement du jeu.
D'abord démenti par Ken Levine, le développement du jeu sur Playstation 3 a été confirmée le 22 mai 2008.
Chris Kline, programmeur en chef de BioShock, qualifie BioShock comme étant "grandement multithreadé" puisque les tâches suivantes fonctionnent séparément :
Bioshock a également recours à Havok, un moteur pour l'amélioration des interactions physiques dans le jeu (collisions, cinématique) et permet des mouvements plus naturels des éléments de l'environnement.
Une démo du jeu est disponible sur le Xbox Live depuis le 12 août 2007, la démo PC depuis le 20 août 2007 et la démo PS3 disponible sur PlayStation Store depuis le 9 octobre 2008. Elle contiennent les 45 premières minutes du jeu et comprennent la scène cinématique d'introduction qui pose les bases de l'intrigue.
Pour que le joueur se rende mieux compte des possibilités du jeu, la démo propose davantage de plasmides et d'armes dès le début et des bots de sécurité présents plus tôt. Durant les neuf premiers jours, le nombre de téléchargements a surclassé l'ensemble des démos précédemment parues sur le Xbox Live Marketplace et la démo de Bioshock devint alors la démo à y atteindre le plus rapidement le million de téléchargements.
Le 6 septembre 2007, la version Xbox 360 s'est vue complétée d'une mise à jour pour l'amélioration de la stabilité globale du jeu, notamment lors des chargements et des sauvegardes automatiques. Les joueurs connectés au Xbox Live furent obligés de mettre à jour leur version au démarrage. Cette mise à jour a été critiquée pour avoir introduit plusieurs problèmes, dont des plantages intempestifs, des baisses de frame rate et des problèmes audio.
Le 4 décembre 2007, un patch pour la version Windows ainsi qu'un pack gratuit de contenu pour Xbox 360 sont parus. En sus de la correction de bugs, ces fichiers proposent de nouveaux plasmides et une option pour la désactivation des Vita-chambres.