2003年8月，影片正式开拍。导演陆川为完成此片，率领100多人进入可可西里无人区，将屠杀和保护藏羚羊的情节以纪录片的形式记录下来。《可可西里》拍摄过程全部都在海拔3800米以上，其中有30%的戏是在无人区拍的 <ref>[https://www.sogou.com/link?url=DSOYnZeCC_psCKRkEuNZPM_LWU7sbimND6GUDpEH15BziIcqxPGgRe38VkT-R2M6zZZV5taLxBmt5pUc3zy0dg.. 可可西里申遗成功 这片神秘净土你了解多少？]，陕西传媒网 2017-7-11</ref> 。为了追求真实效果，剧组还在[[可可西里高原]]最高峰布格达尔峰6200米处取景拍摄。在布格达尔峰，剧组遇到了电影里巡山队经常碰到的事：在风雪中露宿，极度缺氧，头痛、头晕、呕吐、高原反应强烈，有人肺部感染、心脏病发作。一些后勤人员纷纷开小差逃离剧组，一位主创钱也没要就跑回了[[北京]]。电影拍到最后，剧组从一百多人变成了最后只剩下六十多人。电影的拍摄也进行得异常缓慢，原计划3个月，结果超期一个多月。