Le tournage s'est déroulé à San Francisco et dans le comté d'Imperial.
Lors de sa sortie en salle, le film fut projeté en double programme avec Creature with the Atom Brain (1955).
Le sous-marin nucléaire qui est montré dans le film est en réalité l'USS Cubera (SS-347), navire à propulsion diesel-électrique entré en service en 1945.
Le Monstre vient de la mer est la première collaboration entre le producteur Charles H. Schneer et le responsable des effets spéciaux Ray Harryhausen. Cette dernière se poursuivra par la suite avec Les soucoupes volantes attaquent (1956), À des millions de kilomètres de la Terre (1957), Le Septième voyage de Sinbad (1958), Les Voyages de Gulliver (1960), L'Île mystérieuse (1961), Jason et les Argonautes (1963), Les Premiers Hommes dans la Lune (1964), La Vallée de Gwangi (1969), Le Voyage fantastique de Sinbad (1974), Sinbad et l'œil du tigre (1977) ou Le Choc des Titans (1981).
À la vue du faible budget qui lui fut accordé, Ray Harryhausen construisit un poulpe avec seulement six tentacules au lieu de huit. Ce dernier est montré à l'écran de telle sorte que le subterfuge n'est pas visible.