「以前我的電影多半被歸類為家庭電影，《瀑布》之後，開始想拍自己一直想拍的暴力電影。因為對台灣歷史有興趣，想到了白色恐怖時期的刑求逼供。」鍾孟宏反覆閱讀相關史料，看見各種精神、肉體的凌虐，「但是歷史的面向不能單方面看，而是要從兩邊的角度各自去理解。」
談起《餘燼》緣起，除了對暴力題材與歷史的關注，鍾孟宏還提到導演侯孝賢。「大約12年前，我搭機巧遇侯導，聊起台灣電影。他說，台灣電影應該像韓國電影，大家一起把市場做大，才有機會衝出去。而解救方式就是拍類型電影，把理念藏在故事裡，讓故事走在前面。」
侯導這番話讓鍾愛黑色電影的鍾孟宏心有戚戚焉，事隔多年，《餘燼》成為他從類型片切入台灣歷史的嘗試，藉一起起凶殺案揭開時代的創傷。
全片以1956年與2006年為主要背景，鍾孟宏解釋，因考量戲中人物年齡與史實，選擇白色恐怖大量槍決犯人後期的1956年，經過50年，來到發生倒扁事件與王建民成為大聯盟明星風靡全台的2006年，影片進行也跟著球賽時程走。
有3年時間，鍾孟宏沉浸在白色恐怖題材資料裡，「但我後來決定放棄，因為只會鑽進更多的細節裡。接著閱讀舊俄小說《戰爭與和平》《卡拉馬助夫兄弟們》《罪與罰》等，還回頭看《基度山恩仇記》與錢德勒、海史密斯等人的復仇題材小說。」不過鍾孟宏發現看書應適可而止，否則會陷入盲點，轉而去做刑事偵查的田調。
透過訪問，鍾孟宏逐步理解警察辦案的步驟、規則，以及警界慣用語（例如片中警察都稱警局為「公司」），還安排飾演警察的演員接受專業特訓，學習拿槍、開槍、攻堅等。後來無論劇本或拍攝階段，都請警界顧問把關，確保偵查辦案邏輯與各種攻防動作的正確。
此次劇本由鍾孟宏與作家朱嘉漢共同完成，鍾孟宏表示：「我們每週討論一整天，回去將討論的某場戲內容寫成各自的版本，之後再不斷磨合。」雖然全片對白非常多，但鍾孟宏要求劇本中沒有廢話，就連「啊」「喔」等語助詞都務求精準，演員也不可擅自更改台詞。
雖然對白非常多，但鍾孟宏要求劇本沒有廢話，務求精準。
編劇階段，鍾孟宏就對主要演員心裡有底，包括張震、莫子儀、劉冠廷、金士傑、許瑋甯等，張震更是自《停車》後，鍾孟宏16年來一直想再合作的對象。「張震的臉有一種憂鬱、時代感與標誌性，可以代表某個階層的樣貌。」莫子儀則以溫柔、文靜且堅毅的形象，獲邀加入演出。張震與莫子儀也以《餘燼》分別入圍金馬獎最佳男主角與男配角。
豪華卡司陣容中，鍾孟宏坦言：「我唯一擔心的是金士傑不演。所有人都認為他很適合這個角色，但以他外省第二代的背景、又要演做過許多爛事的特務，我不確定他會不會很敏感。」幸好金士傑看過劇本、與鍾孟宏見面後即點頭答應。但一場金士傑與小男孩的對手戲，讓表演經驗豐富的他在彩排後不見人影，關在房間裡哭。原來金士傑只要講到片中對白，眼淚就不由自主流下，還對鍾孟宏說：「導演，這太傷人了。」
犯罪類型片包裝下，第一次拍動作戲的鍾孟宏要求動作指導洪昰顥設計出有如MMA（綜合格鬥，Mixed Martial Arts）「那種往死裡打的動作」，並事先安排戲中對打的張震、王柏傑受訓，一場戲足足耗時兩天才完成。
「拍片時我發現，打鬥戲我們常抓錯重點，都放在拍拳腳動作一來一往的過程。但我體悟到，暴力不是拿刀刺或開槍射人，而是當人置身暴力當下產生的掙扎、猙獰或不堪，那才是最吸引人的地方。」因此鍾孟宏推翻原先動作，重新設計招式與鏡位，拍出你死我活的慘酷。
暴力不是拿刀刺或開槍，而是當人置身暴力當下產生的掙扎。
因片中1956年的背景設定，鍾孟宏首次體驗到台灣拍時代電影的困難。「無論場景或大型道具，50年代的相關資源非常少，所以只好把規模縮小，用搭景代替或改成內景，再以電腦特效合成。」他以開場黃瀞怡飾演的母親牽著孩子走路戲為例，看似平常無奇，其實相當耗工。因當時沒有柏油路，劇組先在周邊所有馬路墊起帆布，再用卡車運送泥土鋪上，變成泥土路，之後靠電腦特效做出路邊一根根的木頭電線桿。
對場景相當堅持的鍾孟宏強調：「如果要做，就要做出來，否則連寫都不要寫。」片中遊民辦桌的重頭戲，選在可一覽城市風光的高架橋下河畔，席開九十幾桌、動員近千人，其中臨演約占六成、其餘透過社福單位請遊民加入。「為了現場有燈光打下來，光是吊大批燈具就花兩天。河濱公園依規定不能生火，但要真的煮菜辦桌，所以得特別申請。」一場戲下來，花了400多萬元。
由於故事場景涉及兩個年代、橫跨台灣南北與美國，製作預算破億元，創鍾孟宏電影新高，在本地風光、鏡文學、氧氣電影、百聿數碼、文策院等共同投資下，順利完成。鍾孟宏表示自己很幸運，也很感謝投資者，「在《餘燼》裡，我用類型化的故事呈現時代的悲劇，希望讓大家看到這段歷史，而不再只是分出藍與綠而已。」
