Atheis diarahkan oleh Sjumandjaja, yang juga menerbitkan filem bersama Handojo. Sjumandjaja pernah belajar filem di Kesatuan Soviet, yang mungkin mempengaruhi teknik penggambarannya; adegan dari filem Sergei Eisenstein 1925 Battleship Potemkin, sebuah kereta bayi yang melalui tangga batu, digunakan semula dalam Atheis.[1] Adegan pertama filem ini menunjukkan Kartini menangis di atas tubuh Hasan di sebuah hospital; plot kemudian menunjukkan bagaimana ini berlaku.[2] Kesan yang serupa telah digunakan dalam novel. Filem ini menggunakan format hitam-putih untuk menunjukkan pemandangan dari zaman kanak-kanak Hasan, sementara pemandangan yang lebih moden berwarna; rakaman arkib digunakan untuk menunjukkan orang Jepun tiba di Indonesia.[2]

Filem ini diadaptasi dari novel Acheat Karta Mihardja tahun 1949 Atheis, yang terbukti menjadi ontroversi setelah dilancarkan tetapi dianggap sebagai karya terbaik Mihardja. [3] Dalam sebuah wawancara dengan Suara Karya, pengarah itu menyatakan bahwa ia bermaksud agar filem ini menjadi cabarab bagi komuniti agama Indonesia, yang diharapkannya dapat mereka terima.[4]

Pelakonnya termasuk Deddy Sutomo, Kusno Sudjarwadi, Emmy Salim, Farouk Afero, Christine Hakim, Aedy Moward, Ernie Djohan, Maruli Sitompul, Kris Biantoro, dan Rita Zahara. Novelis dan sarjana Islam Hamka berkhidmat sebagai penyelia semasa penggambaran.[5] Kos penerbitan Rp. 80 juta (AS $ 193,771[lower-alpha 1]). [4]