L'adaptation du roman de P.D. James avait, à la base, été écrite par Paul Chart et, plus tard, réécrite par Mark Fergus et Hawk Ostby. Les producteurs Hilary Shor et Tony Smith, qui développent le projet, incluent Alfonso Cuarón dans celui-ci en 2001. Ce dernier, avec la collaboration du scénariste Timothy J. Sexton, entama une nouvelle réécriture du scénario dès la fin du précédent tournage du réalisateur. Ne voulant pas faire une simple illustration du livre, Alfonso Cuarón ne lut qu'un résumé de celui-ci, sachant que Timothy J. Sexton l'avait lu en entier.
La production n'a pas été lancée directement car Alfonso Cuarón partit sur un autre projet. Ce tournage, accepté en cours de route, lui a permis, selon lui, de s'adapter plus facilement pour Les Fils de l'homme aux réalités d'un tournage au Royaume-Uni, car il s'agissait déjà d'un projet britannique.
Lors de l'élaboration du scénario et de la production, Alfonso Cuarón utilisa comme modèle de société en reconstruction le film La Bataille d'Alger de Gillo Pontecorvo (1967), qu'il montra à son acteur principal Clive Owen pour exprimer sa vision du film. Pour l'aspect philosophique et social, le réalisateur a lu l'œuvre de Slavoj Žižek et d'autres travaux dans le même esprit. Il s'inspira également du film L'Aurore de Friedrich Wilhelm Murnau (1927), d'où viendra, peut-être son envie de réaliser de nombreux plans-séquence pour le film.
L'arrière-plan scénaristique est développé à travers des extraits de publicités, des journaux papier et des journaux télévisés visibles dans le film. Parmi les faits historiques cités, on retrouve :
Pour construire son monde futuriste, un Londres ayant la patine de 2027, le film Orange mécanique de Stanley Kubrick (1971) a été utilisé comme référence. Les Fils de l'homme étant le deuxième film du réalisateur tourné à Londres, il décida de faire de la ville un personnage à part entière de celui-ci. Lorsque Alfonso Cuarón était en train de préparer le film ont eu lieu les attentats de Londres. Il se refusa alors à quitter la ville dont le film ne pouvait se dissocier. Néanmoins, la scène de l'attaque terroriste sur Fleet Street a dû être tournée un mois et demi après l'évènement.
Alfonso Cuarón décida de tourner certaines scènes à East London, un endroit considéré comme un « lieu totalement dépourvu de glamour ». Il s'inspira pour modifier la ville prospère des souvenirs de son pays d'origine : le Mexique. Aussi, il utilisa les lieux les plus célèbres de Londres comme Trafalgar Square, par exemple. Enfin, la centrale électrique de Battersea a également été remodelée sur l'exemple du Tate Modern, ce qui inspira une comparaison avec le film Le Désert rouge de Michelangelo Antonioni (1964). Les effets visuels ont été directement créés à la post production par les studios Double Negative et Framestore CFC, ce qui était le seul moyen de parvenir à créer un tel environnement selon le réalisateur.
Clive Owen, par ailleurs un admirateur du cinéaste qu'il considère comme original, vif et talentueux, a été choisi en avril 2005 et a passé plusieurs semaines à collaborer avec Alfonso Cuarón et Timothy J. Sexton pour élaborer son rôle. Impressionnés par son implication créative, les scénaristes du film ont travaillé avec lui sur l'ensemble du scénario. Ainsi, il proposa un certain nombre de scènes au réalisateur.
Julianne Moore a été choisie en juin 2005.
Michael Caine déclare avoir basé son interprétation de Jasper Palmer sur John Lennon. Il s'agit d'un rôle de composition totale pour Michael Caine, qui n'avait jamais eu d'autre rôle se rapprochant de celui-ci dans sa longue carrière. Le réalisateur déclare que l'acteur est rentré dans le rôle dès l'instant où il s'est vu en costume dans une glace. Il ajoute que, dès cet instant, l'acteur croyait sincèrement être Jasper. On peut également voir dans ce personnage un hommage à Schwartz (Mort Mills) dans le film d'Orson Welles, La Soif du mal (Touch of Evil, 1958). En effet, Jasper appelle Theo amigo comme le faisait Schwartz pour Ramon Miguel Vargas (Charlton Heston) dans le film.
Le rôle de Kee (Claire-Hope Ashitey) a été créé par Alfonso Cuarón, marqué par la théorie selon laquelle tous les êtres humains découlent d'ancêtres africains et par le statut des personnes défavorisées. Ainsi, l'enfant de l'immigrée africaine réécrirait l'histoire en devenant l'origine de la renaissance de l'humanité.
Charlie Hunnam a été choisi par Alfonso Cuarón car celui-ci avait apprécié sa prestation dans Retour à Cold Mountain d'Anthony Minghella.
La musique du film a été diffusée sous la forme de deux albums : une bande-son réalisée par divers artistes (Children of Men - Original Motion Picture Soundtrack) et la bande originale du film (Fragments of a Prayer from the motion picture Children of Men) de John Tavener, qui contient des morceaux d'autres compositeurs classiques ou contemporains comme Georg Friedrich Haendel, Gustav Mahler, Krzysztof Penderecki ou encore le groupe de rock progressif King Crimson et le groupe britannique Radiohead mais aussi une reprise de Ruby Tuesday des Rolling Stones. Malgré cela, quatre chansons du film n'apparaissent pas dans ceux-ci. Par ailleurs, Map of the Problematique, de Muse, et Hoppípolla, de Sigur Rós, ont été utilisées lors des publicités et des bande-annonces pour promouvoir le film mais n'ont pas utilisées pour le film en lui-même.