El desarrollo de Spider-Man 3 comenzó inmediatamente después del exitoso lanzamiento de Spider-Man 2 para su lanzamiento en 2007. Durante la preproducción, Raimi quería dos villanos, Harry Osborn y Sandman. A petición del productor Avi Arad, añadió Venom a la lista, y los productores también solicitaron la incorporación de Gwen Stacy.
John Dykstra, que ganó el Premio de la Academia a los mejores efectos visuales por su trabajo en Spider-Man 2, declinó trabajar en la tercera película como supervisor de efectos visuales.
El colega de Dykstra, Scott Stokdyk, ocupó su lugar como supervisor y dirigió a doscientos programadores en Sony Pictures Imageworks. Este grupo diseñó programas informáticos específicos que no existían cuando Spider-Man 3 comenzó la producción, creando novecientas tomas de efectos visuales.
El 28 de junio de 2006, se estrenó en los cines el primer avance de Spider-Man 3 con Superman Returns, y los fanáticos se volvieron locos.
Para el marketing, en la ciudad de Nueva York, la ciudad natal del universo ficticio de Spider-Man, las atracciones turísticas organizaron eventos y exhibiciones el 30 de abril de 2007 para preparar el lanzamiento de Spider-Man 3. La campaña única incluyó una exhibición de arañas en el Museo Americano de Historia Natural, talleres sobre plantas de araña bebé en el Jardín Botánico de Nueva York, un taller de fabricación de máscaras del Duende Verde en el Museo de los Niños de Manhattan y una búsqueda del tesoro y un espectáculo de insectos en el Zoológico de Central Park.
Con un presupuesto de producción estimado entre 258 y 350 millones de dólares, la película fue la más cara jamás realizada en el momento de su estreno. La película recaudó 895 millones de dólares en todo el mundo, lo que la convirtió en la película de Spider-Man más taquillera en ese momento. Hoy No Way Home ostenta ese récord.