Изначально сценарий был написан под Эшли Джадд, однако в силу некоторых причин актриса была вынуждена отказаться.

Мишель Пфаффер (имеющая в послужном списке роль женщины-кошки), памятуя о том, как нелегко оказалось часами таскать на себе довольно неудобный костюм из латекса на съемках «Возвращения Бэтмана», также отказалась исполнять главную роль.

В отличии от фильма 12-летней давности, в котором Мишель Пфайффер пришлось учиться обращаться с настоящим хлыстом, неотъемлемым атрибутом образа женщины-кошки, Холли Берри смогла прибегнуть к помощи компьютерной графики.

На роль Детектива Тома Лоуна пробовался Джош Лукас.

При съемках фильма было использовано 43 дрессированных кошки, одну из которых Холли Берри впоследствии оставила себе.

Песня «Grown Man» в исполнении Кейни Уэст должна была стать первым синлом к звуковой дорожке. Однако из-за разногласий, возникших между звукозаписывающими лейблами, первым синглом стала совместная работа R. Kelly и Бритни Спирз «Outrageous».
На главную экшн-сцену — поединок между Женщиной-кошкой (Холли Берри) и Лорел Хедер (Шарон Стоун) — было потрачено ровно 9 съемочных дней.

При тест-просмотрах выявились кое-какие недочеты, вследствие чего съемочной группе пришлось в пожарном порядке переснять пару сцен. До премьеры оставался всего месяц…

Первый рекламный трейлер, запущенный за несколько месяцев до премьеры, вызвал бурный шквал критики и был сразу же изъят из обращения. Вскоре вместо него появился новый трейлер, не раскрывающий деталей сюжета и не содержащий ни одного диалога.

По задумке продюсеров Warner Bros. картина должна была выйти на экраны в формате IMAX, однако продюсеры посчитали, что из-за многочисленных спецэффектов, присутствующих в фильме, сроки релиза непременно сорвутся, и решили не рисковать. Решение об отмене IMAX — релиза было обнародовано 30 июня 2004 года. Кроме того, пришлось изменить одно из промо-названий «Женщина-кошка: Опыт в стиле IMAX», а также парочку слоганов, основанных на игре слов.

90 минут усиленных тренировок с инструктором, Алексом Грином, потребовалось Холли Берри, чтобы произвести свой первый удар хлыстом.

В ходе съемок сцены погони на Холли Берри обрушилась часть декораций, и девушку пришлось госпитализировать. Впрочем, травма оказалось не очень серьезной, и уже на следующий день актриса продолжила работу.