《蝙蝠侠：侠影之谜》的主要拍摄工作从2004年3月开始，9月完成。129个工作日里，摄制组到过冰岛、芝加哥和伦敦进行实景拍摄，也在英国著名的谢伯顿电影制片厂摄影棚以及由飞机库改建的，庞大的卡丁顿摄影棚内进行拍摄。
这部影片拍摄时间较长，部分原因是因为导演克里斯托弗·诺兰决定不使用第二摄制组和导演。通常情况下在导演专注于拍摄主要内容时，另外一个摄制组将指挥拍摄动作镜
头和辅助性镜头。诺兰深入细致的工作保证了他对影片的构思能够贯彻始终，使这部大制作影片的方方面面都突显出了现实主义风格，包括从设计到特技演员和特效镜头。
“克里斯对现实主义的追求加大了这部影片在某些方面的拍摄难度，但是也使其它一些方面变得比较容易，”制片人拉里·弗兰克说道。“困难的地方在于实际拍摄过程，拍摄总是累人的，当你试图实地拍摄而不是过多地依赖计算机动画技术时就更是如此了。不过实际上这使事情变容易了，因为我们无需再通过后期去制作一些无中生有的东西。”
为了达到这个目的，导演和制片们利用实地拍摄、摄影棚搭景、实景模型和极少量计算机动画相结合的手段创造出了布鲁斯·韦恩和蝙蝠侠的世界。
“我们在这部影片中采用了大量的实景模型，而不是计算机动画，”制作设计人内森·克洛里在谈到真实表现故事中的各种环境并营造动态视觉效果的实景模型时说到，“我们从已有的建筑物出发，无论是实景、置景还是模型，然后利用视觉效果对其进行加工，因为实拍效果毕竟达不到原景物那样的完美程度。”
“视觉效果最重要的作用就是让镜头看起来逼真，而做到这一点的最佳方式就是在拍摄时尽可能的拍得真实，”视觉效果监督丹·格拉斯补充道。
拍摄是从冰岛东南部瓦特纳尤库尔冰川上开始拍摄的(瓦特纳尤库尔冰川是欧洲最大的冰川，占了冰岛全国领土面积的十分之一)。“我们找到这个地方非常幸运，站在那里朝一个方向望去可以看到海洋，转身180度又好象是在2万英尺的高空，”弗兰克说道。
冰岛那种起伏不平、山石嶙峋的地形地貌非常适合表现影片中以喜玛拉雅山的恶劣环境作为故事背景的场景，包括布鲁斯·韦恩和他的老师杜卡德在冰湖上残酷的击剑格斗；他们从冰山上滑落的惊险场面；克洛里的美工部门在山上搭建的一个小村庄；还有神秘的影子门用做训练基地的修道院的巨大门廊。
“我非常喜欢在冰岛的拍摄，”廉姆·尼森说。“在世界上一个看不到树也看不到鸟的地方拍摄感觉非常奇特。它就像一大片美丽的未开垦的处女地。”
由于冰岛只有一条双车道快速公路贯穿全国，置景部门只得自行修建道路通往冰湖和搭建的小村庄及修道院正面(修道院全景利用模型进行表现；只有入口是为了拍摄布鲁斯·韦恩进入修道院的场景按照真实大小搭建的)。
“影片中在冰岛拍摄的镜头里面，你可以看到猛烈的风暴，”制片人查尔斯·罗文说道。“那不是假的风暴，不是利用计算机动画制作的风。我们在时速每小时75英里的狂风中拍摄。在拍摄时有的工作人员甚至被大风吹到在地。不过有克里斯在现场，你永远不会停下摄影机。”
“从冰岛开始摄制感觉非常棒，”诺兰说。“我们第一天的拍摄是在一个冰封的湖面上进行的，拍摄布鲁斯·韦恩和杜卡德击剑格斗的场景，冰面开裂的声音噼啪作响，很适合剧情的要求，但也非常吓人。这是比较极端的一种电影开拍方式。”
《蝙蝠侠：侠影之谜》表现了布鲁斯·韦恩为铲除歌德市邪恶势力走遍全球寻求办法的历程，它是有关暗黑武士的影片中第一部从歌德城外透视这座城市的影片。“我们能看到全世界对歌德的看法，再把它溶入到这座同伦敦、纽约和巴黎一样伟大的城市之中，”诺兰说道。
诺兰说他对歌德市的看法是，“一个夸张版的现代纽约，一个让人喘不过来的大都市，它使你深陷其中，让你感到无边无际。”
“我们想让观众感觉到歌德市是个既熟悉又危险的地方，”克洛里补充道。
诺兰给歌德市的定义是“纽约的三次方”，为了抓住城市的这种本质属性，电影制作者们尽可能利用实景拍摄，然后再与克洛里设计的布景合成，后期还加入了视觉效果以表现城市的全貌。
芝加哥不仅被用作歌德市的设计基础，还被用来拍摄许多表现这个虚构城市的外景，包括一段壮观的追车场景，蝙蝠车沿着精心设计的线路像火箭一样在公路上飞驰，并撞飞追捕的警车。
这个追车镜头主要是在芝加哥市位于芝加哥河南面的“环线”地区下瓦克大道上拍摄的。芝加哥的阿姆斯图兹高速公路，一段长2英里，从未完工也不并入任何交通道的高速公路，被用来拍摄发生在歌德市高速公路上的部分追车镜头。
“我们在芝加哥得到的支持可能比任何电影公司在任何城市得到的都要多，”弗兰克说道。“我们封闭了城市的数个街区进行一些特殊拍摄，利用直升机拍摄蝙蝠车和警车在大街上飞驰狂奔的镜头。”
追车镜头中的一些特别棘手部分靠置景拍摄来填补，其中规模最大的一个场景是蝙蝠车在好几个房顶上飞驰跳跃，所经之处一片狼藉。“我们按照三分之一的比例搭建了房顶模型，所以其规模大约为100乘150英尺，”格拉斯回忆道。“以那样的规模拍摄，景物和实物非常接近。所以当汽车驰过用瓦制的房顶并且发生损坏和坠落时，和真实情景非常相像。这就使我们能够拍摄出和真实情景一样的镜头。”
(有关蝙蝠车追车的更多信息，请参见本文前面的蝙蝠车一节。)
影片中歌德市外貌的大型模型是在卡丁顿摄影棚搭建的，卡丁顿过去是个飞机库，座落在伦敦北面大约一小时车程的地方(《蝙蝠侠：侠影之谜》是第一部利用卡丁顿做摄影棚拍摄的电影)。普通的摄影棚根本无法与卡丁顿摄影棚相提并论，他那座庞大的2号飞机库长812英尺，最高处的高度达到180英尺(普通摄影棚只有45英尺高)。棚里的面积相当于16个奥运会规格的游泳池，里面的净容积等于8338个双层伦敦巴士。
“在卡丁顿拍摄具有更强的真实感和更大的规模，利用普通摄影棚拍摄根本不可能达到那种程度，”制片人艾玛·托马斯说道。“我们能够更好地控制环境，所以我们可以拍摄发生大火和高空坠落的镜头，而无需担心风力等天气条件的影响。由于摄影棚提供的方便条件，我们得以在白天拍摄许多夜景镜头。”，
克洛里的置景部门在卡丁顿摄影棚搭建了奈柔斯区，它是一个破败不堪、危机四伏的贫民窟，座落在歌德市中心的一个岛上，由许多桥梁与城市相连。受到纽约罗斯福岛、东京高速公路以及香港老九龙的启发，克洛里设计出了一个足以让人产生幽闭恐怖症感的设计，奈柔斯好象被围困在城市中间，“高速公路直通第五大道。”
“从照明角度讲，我对自己创作的奈柔斯非常满意，”摄影师韦利·菲斯特说道。韦利一直在努力为影片营造一种幽暗阴郁的气氛。“它非常像一个真正城市的夜景，其实它的照明完全是依靠人工实现的。”
奈柔斯是阿克哈姆疯人院所在地，一个由乔纳森·克瑞恩医生经营的恐怖机构，里面关着歌德市里犯了罪的精神病人。“太让我吃惊了，”基连·墨菲这样描述他第一次看见克洛里制作的那个可怕布景时的情景。“当我走进去看到它有多大时，感到非常吓人，同时也感到为之一振。”
电影制作者们利用在伦敦周围进行的一些实地拍摄对克洛里的阿克哈姆疯人院进行了补充，最终使它产生了“一种令人不可思议的新哥特式的感觉，一种非常有质感，同蝙蝠侠和他的世界非常合拍的黑色建筑形态，”诺兰说道。另外，芝加哥的弗兰克林街桥也被用来拍摄最后一座桥升起的情景，当时阿克哈姆疯人院的病人们已经出逃并在奈柔斯制造了一场浩劫。
韦恩庄园的内景和外景大部分是在英国的蒙特莫尔塔拍摄的，这座地产是由罗斯彻尔德家族于1850年代修建的，座落在伦敦北边约一个半小时车程的地方。韦恩庄园的卧室和内部走廊则是在谢伯顿制片厂的摄影棚里搭建的。
“关于韦恩庄园，我们决定对它进行全新设计，使它表现出富有的韦恩家族在观众心目中应有的风貌，”诺兰说道。“我们选择了一种别致的设计方式，不再拘泥于在表现富人生活时观众们已经司空见惯的镶板和镶金。和我们以前看到的情况相比，我们对韦恩庄园外表和感觉的侧重点稍有不同。”
年轻的布鲁斯·韦恩令人心惊胆战地在韦恩庄园下面发现了一个巨大的洞窟，里面有无数的蝙蝠和非常壮观的瀑布。诺兰要表现布鲁斯·韦恩如何在蝙蝠洞中逐渐积累技能和本领的过程。
“以前的蝙蝠洞非常精致，不像是人工能够建造出来的地方，”诺兰说。“在《蝙蝠侠：侠影之谜》中，我们表现的蝙蝠洞是个潮湿而零乱的洞窟，里面到处都是蝙蝠，我们看到布鲁斯·韦恩自己用支架搭桌子，串起照明灯，移动装备，最终建成了影片中的蝙蝠洞。”
克洛里搭建的气氛很浓的蝙蝠洞布景是在谢伯顿的摄影棚内完成的，大约长250英尺，宽120英尺，高40英尺，它使用了24台水泵，每分钟有12,000加仑的水在布景中流过，从而形成了瀑布，溪流和滴着水的潮湿墙壁。
“把我曾经在车库里面摆弄的小模型变成能购走路横穿的样子，给人一种超现实的感觉，”诺兰说道。
“当我看到蝙蝠洞的模型时，我的眼睛马上睁圆了，我知道我必须采取一些措施为它照明。”菲斯特坦承道。“看到那些奇妙地闪着光泽的岩石，我认为我们真正找到了洞窟的感觉。”
视觉效果指导丹·格拉斯和贾奈克·瑟尔斯以及他们的团队利用计算机动画创作出了大部分居住在洞里的蝙蝠。“训练蝙蝠的手段目前还很有限，很难做到让如此众多的蝙蝠按照人的意志行事，所以我们制作了大量的数字蝙蝠，”他说道。“在拍摄中我们利用放在支架上的蝙蝠标本作为参照物，然后利用那个蝙蝠形象的空间和照明效果制作出数字蝙蝠群。”
影片中可以看到蝙蝠侠凭借他的坚硬的高科技披风“飞”过歌德市的天空，这个镜头不是视觉特技效果，而是在摄影棚里完成的，观众们可能会对此感到惊讶。“我们根本没有使用任何绿幕之类的手段，”菲斯特肯定地说。“飞翔动作是凭借钢丝和真正的摄影机完成的。我们把一台摄影机吊在一根钢丝上，让蝙蝠侠在摄影棚里滑翔了800英尺的距离。那样做能够体现出克里斯的制片理念：让我们玩真的。”
“拍摄这部影片最富挑战性的地方是它的规模，”诺兰说道。“我们想讲述一个波澜壮阔的故事，我们想用最宏大的规模讲述它，因为蝙蝠侠要求那样做，为蝙蝠侠也值得那样做。”
按照弗兰克的说法，“克里斯给人印象最深的是，作为一名年轻导演所表现出来的成熟。他本能地知道自己想要什么，更重要的是他知道如何得到他想要的。”
“虽然克里斯有自己的观点，”罗文说道，“但他又是那么愿意听取其他人的创意、想法和观点，只要他认为对的就一定会采纳。”
“我非常喜欢像克里斯这样愿意沟通和聆听的导演，”摩根·弗里曼说道。“我觉得他很像斯皮尔伯格那一类导演――导演工作对他来说非常得心应手。”
“他和所有伟大的导演一样，”迈克尔·凯恩谈到诺兰时说。“不管他想要什么，只要一句话就能跟你讲明白，而且他总是对的。他很随便，但他心里很有数，他是个绵里藏针的人。”
