Tra le location principali ci sono il Messico, Panamá, il Cile, l'Austria e l'Italia, di cui sono presenti luoghi come Siena, Talamone, le cave di Carrara, le coste del lago di Garda ed infine la zona marittima di Maratea e la città fantasma di Craco, rispettivamente in provincia di Potenza e Matera.

Mesi prima l'inizio ufficiale delle riprese, precisamente il 16 agosto 2007, erano state girate alcune scene a Siena durante i giorni del Palio, mentre dal 23 al 29 agosto 2007 vennero filmate alcune ambientazioni a Madrid, in Spagna.
A Siena dal 12 al 19 maggio 2008 sono state girate altre riprese per concludere alcune scene d'azione del film che prevedono James Bond uscire dai bottini della città direttamente dalla Fonte Gaia di piazza del Campo durante il Palio. Lo stesso Daniel Craig assieme al regista Marc Forster hanno partecipato a questa sezione di riprese. Per ricreare i momenti del Palio di Siena è stato sparso in tutta Piazza del Campo il tufo o terra senese, così come viene fatto per la rievocazione storica e hanno partecipato oltre 1000 comparse per rappresentare gli spettatori del Palio.[6] Originariamente questa scena d'azione si sarebbe dovuta concludere davanti al Duomo di Siena ma è stata cambiata perché ritenuta irrispettosa nei confronti della religiosità del luogo.

• Interpreti
  
  Daniel Craig, Olga Kurylenko, Mathieu Amalric, Judi Dench, Giancarlo Giannini

Le prime scene d'azione del film hanno luogo a Siena, dove James Bond insegue un nemico durante lo svolgimento del Palio.

La torre di Talamonaccio dove James Bond, Daniel Craig, si deve rivolgere al vecchio amico René Mathis, interpretato da Giancarlo Giannini.