Gran parte de la acción de Noche en el museo: El secreto del Faraón está rodada en el Museo Británico de Londres. El equipo se asentó en la capital británica para la fotografía en enero de 2014 y finalizaron la filmación dos meses después.
El 21 de enero de 2010, co-guionista Thomas Lennon le dijo a Access Hollywood: "Creo que es una idea realmente excepcional hacer noche en el museo 3, de hecho. Me pregunto si alguien ni siquiera esté trabajando en un guión para eso. Yo no puedo confirmar que es un hecho, pero tampoco puedo negar que es un hecho... podría estar en proceso." En una entrevista en octubre de 2011 con The Hollywood Reporter, Stiller confirma la secuela, sin embargo, dice que fue sólo en la "etapa de las ideas". Se anunció en febrero de 2013 que la película, dirigida por Shawn Levy, sería estrenada el 25 de diciembre de 2014. El 10 de septiembre de 2013, se anunció que rodaje comenzaría en febrero de 2014.
El 8 de noviembre de 2013, el actor Dan Stevens fue elegido para el papel de sir Lancelot. El 15 de noviembre de 2013, se anunció a Skyler Gisondo para reemplazar a Jake Cherry en el papel de Nicky Daley. El 18 de diciembre de 2013 se reveló que Robin Williams, Stiller y Ricky Gervais iban a regresar para la secuela. El 9 de enero de 2014 se anunció que Rebel Wilson interpretaría a una guardia de seguridad en el Museo Británico. El 14 de enero de 2014, se anunció que la fecha de lanzamiento de la película se adelantó del 25 de diciembre de 2014 al 19 de diciembre de 2014. El 23 de enero de 2014, se anunció que Ben Kingsley desempeñaría el personaje de un faraón egipcio en el Museo Británico. la fotografía principal y la producción comenzaron el 27 de enero de 2014. El 6 de mayo de 2014, se anunció que la película iba a ser titulada Noche en el museo:. secreto de la tumba. En mayo de 2014, la fotografía principal terminó.
