Действие полнометражного фильма «Чернобыль: Зона отчуждения. Финал» происходит спустя несколько лет после событий второго сезона сериала. Все это время Аня пыталась найти Пашу, но ее поиски не увенчались успехом. Остальные же не теряли времени даром и пытались приспособиться к жизни в новом мире: Гоша устроился в ФСБ, Леша стал полицейским и женился на Насте, а сама Аня нашла себя в журналистике. Тем временем Паша возглавил корпорацию, которая начала незаконное строительство в аномальной зоне в Чернобыле. Когда-то Павел противостоял зоне, но со временем она почти полностью поглотила его. Он забыл свое прошлое, включая лучших друзей, — поэтому после стычки с полицейскими Паша не узнал Лешу. Чтобы спасти его, Аня, Леша, Настя и Гоша вновь отправляются в Припять.
Фильм имеет три альтернативных финала. Идея с разными финалами принадлежала автору сериала Илье Куликову. Сценарист написал сразу три сценария фильма, и продюсеры решили оставить их и сделать несколько фильмов. Все они начинаются одинаково, но в определенный момент сюжет разветвляется, что приводит к появлению отличий. Схожий замысел имеет интерактивный фильм 2018 года «Черное зеркало: Брандашмыг», который является частью сериальной антологии «Черное зеркало». В отличие от «Чернобыль: Зона отчуждения», в«Брандашмыг» определенные действия главного героя могут выбирать сами зрители, используя специальную инструкцию на устройстве.
Роль Павла Вершинина вновь исполнил Константин Давыдов, а его друзей сыграли Кристина Казинская, Анвар Халилулаев, Валерия Дмитриева и Сергей Романович. Исполнители роль Лехи на тот момент уже завершил свою актерскую карьеру и не планировал больше сниматься в кино, однако создателям удалось убедить его в последний раз вернуться к полюбившемуся зрителю образу.
Работа над полнометражным продолжением сериала длилась почти два года и далась съемочной группе нелегко. Практически с самого начала производства команду преследовали неудачи. Прямо с площадки на карете скорой помощи увезли режиссера фильма Дмитрия Киселева, но съемки продолжились, так как из-за графика процесс нельзя было перенести. Работу возгласили исполнительные продюсеры, а сам постановщик руководил процессом с больничной койки. В самый разгар разработки скончался продюсер Алексей Кублицкий, когда-то работавший с Тимуром Бекмамбетовым над фильмами «Ночной Дозор», «Дневной Дозор» и боевиком «Особо опасен». Спустя некоторое время съемочную группу ждало еще одно потрясение: актер Иван Фоминов, исполнивший роль ученого Рябова в молодости, попал в аварию.
Сами съемки проходили в Москве и Подмосковье, в реальных интерьерах и декорациях. Малая часть съемочного процесса проходила в самой Припяти, где по-прежнему опасно находиться из-за высокого уровня фоновой радиации. Экстерьеры атомного реактора и пространство зоны отчуждения снимали на территории двух заводов — в подмосковном городке Железнодорожный и в московском районе Алтуфьево. Художникам пришлось проделать большую работу, чтобы придать промышленным зонам вид заброшенных построек 80-х годов.
Сцены главной автомобильной погони снимались на улицах Москвы. В работе над этими эпизодами съемочная группа использовала устройство, известное во всем мире под названием Russian Arm («Русская рука»). Оно представляет собой операторский кран с длинной стрелой, на конце которой закреплена камера. Оно было разработано российским инженером Львом Евстратовым. Благодаря возможности вращения на 360 градусов изобретение свободно перемещается вокруг автомобиля и часто используется на съемках экшен-боевиков и различных блокбастеров.