Richards Brooks inszenierte "Kaltblütig" in weiten Teilen nach dem gleichnamigen Roman Truman Capotes, der minutiös ein tatsächliches Verbrechen beschreibt, von dem der Schriftsteller per Zufall durch einen Artikel in der New York Times erfuhr. Brooks ging in seinem Streben nach Authentizität in der Rekonstruktion des Falles so weit, dass er seinen Film an Originalschauplätzen des Verbrechens realisierte. Unter anderem drehte er in dem Haus, in dem sich die Morde tatsächlich ereigneten. Er ging sogar so weit, die Nebenrollen mit wahren Betroffenen zu besetzten - verschiedene Zeugen, Juroren und der Henker des tatsächlichen Falles spielen sich selbst. Eindringlich beschreibt der Film die Vorgeschichte und die Folgen des vierfachen Mordes und bemüht sich, durch die Schilderung der familiären, persönlichen Hintergründe der Täter den Kontext des Verbrechens zu verdeutlichen.
Gedreht wurde der Film in Kansas, Nevada, Missouri, Texas, Colorado und in Mexico.
Der Film wurde für vier Oscars nominiert in den Kategorien beste Kamera, beste Regie, beste Musik und bestes Drehbuch.