Tres meses antes del estreno en España, Alejandro Amenábar entregó una foto a los medios de comunicación para que la mostraran en todo el país para que la gente se acostumbrara al maquillaje de Bardem y se olvidara de él mientras veía la película para prestar atención a su actuación.
Esta es la segunda película española sobre la vida de Ramon Sampedro. El primero fue Condenado a vivir (2001).
Javier Bardem recuerda la escena en la que su personaje y Rosa (Lola Dueñas) están viendo el atardecer como uno de los momentos más mágicos de su carrera, porque de alguna manera estaban tan metidos en los personajes que lograron olvidar al equipo y simplemente estar en el momento.
Mar adentro fue eleccionada por la Academia Cinematográfica Española para representar a España en la categoría de Mejor Película de Lengua Extranjera de los Oscar 2004.
Cuando llamaron a Belén Rueda para informarle que acababa de ser elegida para interpretar un papel en una película de Amenábar, colgó. Ella pensó que estaban bromeando con ella.