プロデューサーの平田樹彦は、『カルト』、『貞子vs伽椰子』に続く白石晃士監督との新たな作品を模索していた中で、「地獄少女」に出会った。ちょうどアニメの3期が動いていたことや、原作・アニメ・CR機からの圧倒的認知度、アジアでの人気、タイトルのキャッチーさなどに心を惹かれたという。白石監督の作風とのマッチングも合うと考えた平田プロデューサーは、「CGなど特殊効果へのこだわりも尋常ではない白石監督の地獄描写を観たいと思いました。この原作に、これ以上適任の監督はいないでしょう」と胸を張る。
アニメやマンガを実写映画化する時は、「実写に変換可能かを見極め、その手法を模索することが必要です」と白石監督は言う。アニメ「地獄少女」を観て、その具体的な戦略が閃いた白石監督からも「是非撮りたい」という話になった。原作側に相談したところ、「白石監督であれば」と二つ返事で映画化の許諾がおり、2017年3月、プロジェクトが具体的に動き出した。