La novela de Brian Selznick "The Invention of Hugo Cabret" es la base de esta película, de cuyo guión se ha encargado John Logan (El aviador) que será dirigida por Martin Scorsese y también ejerce como productor junto a Johnny Depp. Además, el ganador del Oscar por Infiltrados cambia así de aires, ya que la nueva película será en 3D y es una historia familiar sobre un huérfano que vive en una estación de tren donde conoce a un robot estropeado.
El cineasta repite con la actriz Emily Mortimer tras su película más reciente, Shutter Island, donde interpretó a Rachel. Mortimer se ha unido a un reparto del que ya formaban parte Sacha Baron Cohen, Asa Butterfield, Jude Law, Ray Winstone, Christopher Lee y Ben Kingsley.