La película está dirigida por Greta Gerwig a partir de un guion coescrito con Noah Baumbach. Es la primera película de acción real basada en la muñeca de moda después de una serie de películas animadas y series de televisión. Margot Robbie interpreta a Barbie, con Ryan Gosling, Will Ferrell, Simu Lu, America Ferrera, Ariana Greenblatt, Ncuti Gatwa, Emma Mackey, Alexandra Shipp, Michael Cera, Dua Lipa, Issa Rae, Kingsley Ben-Adir, Rhea Perlman y Kate McKinnon.
El desarrollo de la película comenzó originalmente en 2014 con Sony Pictures. Luego de múltiples cambios de escritores y directores, junto a la elección de dos actrices diferentes para interpretar al personaje principal, la opción de Sony expiró y Warner Bros. Pictures adquirió los derechos.
Robbie fue elegida en 2019 y también se desempeña como productora de LuckyChap Entertainment junto con Mattel Films y Heyday Films. Gerwig fue confirmada como directora y co-guionista con Baumbach en 2021. La filmación comenzó en marzo de 2022 en Warner Bros. Studios, Leavesden en Inglaterra y terminó el 21 de julio de 2022.
