I hovedrollene som Roald Amundsen og broren hans Leon Amundsen finner vi Pål Sverre Hagen og Christian Rubeck. Filmen begynner sine opptak på Island, før den fortsetter videre bl.a. i Tsjekkia og på Svartskog og i Oslo. På Island skal flere av de mest ikoniske scenene fra Roald Amundsens ekspedisjoner filmes.

Blant annet blir det utrolige Sydpolen-kappløpet gjenskapt med det verdenskjente bildet av Roald Amundsen og hans menn som stolt planter det norske flagget på polpunktet samtidig som Robert Scott og det britiske imperiet måtte se seg slått. Det planlegges også å filme scener fra Maud-ekspedisjonen som flere ganger frøs fast i isen mens Amundsen forsøkte å drive gjennom Nordøstpassasjen, hans flystyrt og nervepirrende take-off med seilflyet N25 og ferden med luftskipet Norge som førte Roald Amundsen som førstemann til Nordpolen.

«Amundsen» blir Espen Sandbergs tredje film om norske helter («Max Manus», «Kon-Tiki»). Manuset er skrevet av Ravn Lanesskog («Birkebeinerne»).