L'idée du film est née après que Barbara Schulz a lu un article sur une momie retrouvée dans des poubelles, provenant d'un grenier ayant appartenu à des compagnons de Napoléon. La réalisatrice se rappelle : "Par ailleurs, j’avais vu un documentaire sur la pyramide de Khéops. (...) J’étais en train de me remémorer cette émission quand je suis passée devant l’Arc de Triomphe en voiture. J’ai pensé, et si Bonaparte avait trouvé le trésor de Khéops pendant la campagne d'Égypte et l’avait ramené à Paris ?"

Bien que Le Secret de Khéops se déroule entre Paris et l’Égypte, toutes les scènes du Caire n’ont pas été tournées sur place. Une partie du Caire a été entièrement reconstituée à Casablanca. La cinéaste confie : "On ne pouvait pas tout filmer en Égypte, donc on a dû fabriquer du Caire à Casablanca. J’adore les astuces et tricheries cinématographiques, je trouve ça très joyeux. L’important est que cela paraisse véridique". Les souterrains parisiens ont, quant à eux, été filmés dans des carrières d’Île-de-France.

Pour éviter que son film ne tombe dans la caricature des films de chasse au trésor, Barbara Schulz a entrepris de longues recherches. L’historien David Chanteranne a validé toute la partie sur Napoléon, tandis que l’égyptologue Jean-Guillaume Olette-Pelletier a supervisé les éléments liés à Khéops. Ce dernier lui a même soufflé une idée vertigineuse : "Ce que vous avez inventé, je pense que c’est ce qui est arrivé à Cléopâtre. Il est possible que sa momie soit sous la Bastille."