Tout va mal à Gotham City. Double-Face s'est échappé de l'asile d'Arkham et ne pense qu'à une chose : tuer Batman qu'il croit coupable de sa défiguration. Au même moment, Bruce Wayne refuse de financer une expérience proposée par Edward Nygma, qui avait pour but de manipuler les cellules cérébrales. Celui-ci jure de se venger, devient l'Homme-Mystère puis s'allie avec Double-Face en lui proposant un marché.
Avec le changement de réalisateur, l'univers de Batman change également. Si Tim Burton affectionnait une ville sombre et gothique où dominent le noir, le gris et le bleu, Joel Schumacher penche pour un univers urbain plus coloré. L'idée d'un divertissement familial afin de contrebalancer Batman, le défi est également mise en avant, le Batman de Burton étant considéré comme trop sombre par le distributeur.
Cependant, Batman Forever (1995) et Batman & Robin (1997) vont tellement déplaire par leur parti pris bancal que la Warner Bros va mettre de côté les aventures cinématographiques de l'homme chauve-souris pendant huit ans, jusqu'à la mise en chantier de Batman Begins de Christopher Nolan, qui revisite le mythe d'un point de vue différent et plus réaliste.

Le compositeur de la musique du film change également puisque Danny Elfman cède la place à Elliot Goldenthal. Contrairement à Elfman, il opte pour une musique plus légère, plus ludique et plus héroïque. Le thème principal lui-même change mais l'imaginaire collectif retiendra plus facilement le thème de Danny Elfman, si bien que celui-ci sera réutilisé dans Batman, la série animée.

Val Kilmer remplace Michael Keaton dans le rôle de Batman. Ce dernier avait adoré interpréter Batman mais la façon dont Joel Schumacher allait diriger le film ne lui plaisait pas.
Le costume de scène porté par les Grayson est un clin d'œil au costume original de Robin aux couleurs criardes (vert, jaune et rouge).
Le costume de Robin est en partie inspiré de celui de Nightwing, (Robin adulte), tel qu'il est dans les Comics.
À l'origine du projet, l'un des vilains exploité pour ce film devait être L'Épouvantail, interprété par Jeff Goldblum. On parle de Johnny Depp en Épouvantail si Tim Burton avait eu a réaliser le troisième épisode.
La Warner Bros souhaitait déjà inclure le personnage de Robin dans le film de 1989 et dans Batman, le défi, mais Tim Burton n'avait pas approuvé cette initiative.
Dans la version française distribuée au Québec, le personnage de Jim Carrey se nomme « Le Sphinx », tandis que celui de Tommy Lee Jones se nomme « Double-Faces ».
Emmanuel Curtil, qui assure la voix française de Jim Carrey en France depuis la version française d'Ace Ventura, détective pour chiens et chats ne participa pas à la version française de ce film. Il ne participa également pas à celle du Nombre 23, autre film avec Jim Carrey réalisé par Joel Schumacher.