Il film è stato girato in tre località principali, tra gennaio e maggio del 1999. Le scene della battaglia iniziale, nelle foreste della Germania, sono state girate in tre settimane a Bourne Woods, vicino a Farnham, nel Surrey (Inghilterra). Quando Scott venne a sapere che la Commissione forestale stava pianificando di rimuovere una sezione della foresta, li persuase a permettere che la scena della battaglia fosse girata in quella zona, per poter mettere in scena, così, un incendio davvero realistico. Scott e John Mathieson, il direttore della fotografia, usarono riprese multiple con diversi frame rate e un otturatore a 45 gradi, creando effetti di stop-motion nelle sequenze d'azione, simili alle tecniche utilizzate per le sequenze di battaglia in Salvate il soldato Ryan.
Successivamente, le scene della schiavitù, del viaggio nel deserto e della scuola dei gladiatori furono girate a Ouarzazate, in Marocco, appena a sud delle montagne dell'Atlante, per altre tre settimane. Per costruire l'arena dove Massimo ha i suoi primi combattimenti, la troupe usò materiali e tecniche di costruzione locali e vennero utilizzati mattoni di fango. Le scene nella Roma antica, infine, furono girate in diciannove settimane a Forte Ricasoli, a Malta.
A Malta fu costruita una replica di circa un terzo del Colosseo di Roma, con un'altezza di 15,8 metri, perlopiù in gesso e compensato (gli altri due terzi e l'altezza rimanente furono aggiunti in digitale). La replica ha richiesto diversi mesi per essere costruita ed è costata circa un milione di dollari. Il retro del complesso forniva un ricco assortimento di mobili da strada, colonnati, cancelli, statue e mercati antichi romani per altre esigenze di ripresa. Il complesso era servito da un camerino tendato, con spogliatoi e da un deposito di armature e di altre attrezzature. Il resto del Colosseo è stato creato con immagini generate al computer utilizzando schemi e trame di scenografia, a cui fa riferimento l'azione dal vivo, renderizzati in tre livelli per fornire flessibilità di illuminazione per i software.
Infine, la villa dove vive la famiglia di Massimo è il "Podere di Poggio Manzuoli", nel comune di San Quirico d'Orcia. Sempre nella campagna della Val d'Orcia, in Toscana, sono state girate le scene ambientate nei Campi Elisi, nella località di Terrapille ai piedi di Pienza.