2009年7月のコミコン・インターナショナルにて、MGMは監督（この時点では恐らくアロノフスキー）とのスケジュールの競合により公開日が2010年夏以降に延期されることを発表した[14]。2010年1月5日、『ロボコップ』のリメイクは未だ保留中であり、アロノフスキーは監督として参加中であることが報じられた。MGM幹部のメアリー・ペアレントはジェームズ・キャメロンの映画『アバター』の大成功を知り、『ロボコップ』の新作を3D映画にすることを望んだ。しかしながらMGMは財政難であったうえ、スタジオとアロノフスキーの創造性の違いから企画は保留された[15]（なお、本作は中国でのみ3D映画として公開された[16]）。

2011年3月2日、降板したアロノフスキーに代わり、『エリート・スクワッド』や『エリート・スクワッド ブラジル特殊部隊BOPE』で成功を収めたブラジルのジョゼ・パジーリャが監督に抜擢されたことを発表した[17]。

2011年3月11日、『The A.V. Club』のショーン・オニールは新規精鋭脚本家のジョシュア・ゼトゥマー（英語版）が脚本を執筆すると述べた。ゼトゥマーはさまざまなプロジェクトに参加していたが中止となり、『007 慰めの報酬』にも取り組んでいた[18]。
プリプロダクション

2011年4月12日、MGMがアレックス・マーフィ役としてトム・クルーズ、ジョニー・デップ、キアヌ・リーブスといったAリスト俳優達を探しているという噂が流れた[19]。マイケル・ファスベンダー[20]、マティアス・スーナールツ[21]、ラッセル・クロウ[22]がタイトルロールに考慮された。2012年3月3日、ジョエル・キナマンが主演を務める事が明かされ[23]、同年3月9日、2013年8月9日公開が発表された[24]。

2012年6月13日、ヒュー・ローリーがオムニ社のCEO役になると報じられた[25]。この計画が失敗すると[26]、クライヴ・オーウェンが候補に挙がり、2012年8月、最終的にマイケル・キートンに決定した[27]。

当初はエドワード・ノートン、ショーン・ペン、ガエル・ガルシア・ベルナル、レベッカ・ホールがそれぞれデネット・ノートン博士、ノヴァック、ジャック・ルイス、クララ・マーフィ役として考慮されていた[28]。最終的にゲイリー・オールドマン[29]、サミュエル・L・ジャクソン[30]、マイケル・ケネス・ウィリアムズ[31]、アビー・コーニッシュ[32]がそれらの役柄に決定した。

2012年7月、ジャッキー・アール・ヘイリーが「キナマンのロボコップを訓練する軍人のマトックス」を演じる契約を交わした[33]。2012年7月25日、ジェイ・バルチェルがオムニ社のマーケティング担当のポープ役として契約した事が明かされた[34]。

ロブ・ボッティンによるロボコップのオリジナルの衣裳は再創造された。画像公開直後の反応は不評であり[35][36][37][38]、クリストファー・ノーランの『ダークナイト』でクリスチャン・ベールが身につけるバットマンのスーツと比較された[35][39][40][41]。

パジーリャと同じくブラジル出身の映画監督であるフェルナンド・メイレレスは、パジーリャが「人生で最悪の経験」、「10個アイデアを出したら9個が却下される」と話していた事を明かした[42]。
撮影

撮影は2012年9月より始まり[43]、トロント[44]やオンタリオ州のその他の土地で行われた[45]。市内はデトロイトとして撮られ、その中にはトロント大学も含まれた[46]。2012年9月24日から5夜かけてハミルトンでの撮影が始まった。毎日午後6時から午後7時までは道が封鎖された。MGMのスポークスマンは一部がデトロイトでも撮影されることを明かした[47]。
音楽

パジーリャの映画『エリート・スクワッド』でも音楽を作曲したペドロ・ブロンフマンが本作でも雇われた[48]。
マーケティング

ラフ予告とサミュエル・L・ジャクソンとマイケル・キートンのキャラクターが登場する映像は2013年のコミコン・インターナショナルで初公開された。