机枪手蒋璐霞毕业于北京体育学院，武术功底很好，为了贴近人物形象，直接剪掉了自己的长发。蒋璐霞称自己在接到这个角色时，导演林超贤曾问她，如果让你拿最重的枪，最危险的戏都给你，你能做得到吗？蒋璐霞很坚定的回答“没问题”，为了动作更加的真实自然，她跟随特种部队进行了三个月的作战训练，最终她出色地完成了拍摄。
《红海行动》拍摄环境极其恶劣，剧组的拍摄地点接近撒哈拉沙漠，白天平均温度高达45度，晚上又降到零度以下，拍摄了接近五个月。电影得到了摩洛哥政府的大力支持，动用了1000多名军人参与拍摄。
狙击手顾顺的扮演者黄景瑜坦言，他甚至对摩洛哥产生了抵触情绪，每次到一个拍摄地都要坐飞机，再加上坐车需要40多个小时，基本都是在偏远的荒漠无人区拍摄，没网络，也买不到任何东西，因为买不到任何副食品，导致不少演员出现了贫血的状况。黄景瑜为了这个角色先后进行了体能训练和狙击手训练，其中的辛苦难以想象，而对于有恐高症的黄景瑜来说，在经过十几次从30米高空“跳楼”拍摄后，他的恐高症更是不治而愈。
海清饰演的记者夏楠，最初邀请的是蒋雯丽，但是由于拍摄环境差，拍摄周期长，导致很多女演员都不愿意出演。海清透露，这是她从影以来拍过的最危险的一部电影，还要现学阿拉伯语。
刚开拍没多久，海清手部便受伤骨裂。因为沙漠蚊虫太多，海清被虫子咬的半边脸浮肿都被感染了；沙漠风沙太大，海清每天都是灰头土脸的样子，镜头中大家的脸都是皮肤黝黑这不是剧组刻意化的妆，而是她在剧组时真实的样子；海星拍完被人绑在椅子上的这场戏，很长时间缓不过来，整个人撕心裂肺地吼叫；在沙漠中拍摄时，海清直接被炸飞，所有的戏都是亲自上阵，海清为了这部电影几乎是拼了命。
《红海行动》中的战斗场景还原度非常高，真实地呈现了战争的残酷。演员们都体现出专业的军人素养，每个参与拍摄的演员都进行了为期一个月的“地狱特训”，包括军姿、持枪以及体能，这些训练都是按照“蛟龙突击队”的标准来进行的。导演林超贤还专门请了两位专业人士教演员们如何走位，如何持枪，很多战术都是“蛟龙”部队亲自设计。
