La obra original es un relato semiautobiográfico del escritor Akiyuki Nosaka, publicado en 1967, basado en su propia experiencia durante el bombardeo de Kobe de 1945, aunque él mismo reconoció que embelleció varios hechos: por ejemplo, el padre no murió en el bombardeo y la madre adoptiva sobrevivió gravemente herida.

Nosaka confesó que, a diferencia del hermano protector de la ficción, en la vida real llegó a sentirse molesto por su hermanita adoptiva, a la que golpeaba para que dejara de llorar, y que la niña murió de inanición sin que nadie la velara; la novela fue escrita como una forma de expiación y duelo hacia ella.

El nombre 'Setsuko' proviene tanto del nombre real de la madre adoptiva de Nosaka como de su primer amor de la infancia, mientras que el nombre 'Keiko' (el de la hermana real fallecida) fue usado por el autor en otra de sus novelas, 'Los mercaderes del sexo'.

La película se realizó como complemento de 'Mi vecino Totoro', ya que este film de Miyazaki se concibió inicialmente como un mediometraje de unos 60 minutos y no podía estrenarse en solitario, por lo que se decidió producir 'La tumba de las luciérnagas' para el mismo programa doble.

Debido a que ambas películas fueron creciendo en duración durante la producción simultánea en Studio Ghibli, el trabajo de coloreado no pudo completarse a tiempo, y en el estreno de abril de 1988 varias escenas (como el robo de verduras de Seita) se exhibieron sin color, en blanco y negro, siendo coloreadas y sustituidas después del estreno.

Para el papel de Setsuko se hizo un casting buscando una niña de la misma edad que hablara auténtico dialecto de Kansai, y se eligió a Ayano Shiraishi, de 5 años; el director Isao Takahata quedó tan impresionado al escuchar su grabación de voz que exclamó '¡Setsuko existe!'.

Como Shiraishi era muy pequeña y no entendía bien el significado de sus diálogos, el equipo le hacía repetir las mismas frases entre 20 y 30 veces hasta que, agotada, su voz perdía fuerza y sonaba más realista; en esos momentos el actor que interpretaba a Seita, Tsutomu Tatsumi, la consolaba, lo que el equipo describió como si fueran hermanos de verdad.

La grabación de voces se hizo con la técnica de pre-scoring (grabar las voces antes de completar la animación), decisión de Takahata para poder aprovechar el timing, la entonación y la respiración de los actores en el diseño de las imágenes.

El animador Hideaki Anno, que participó en el trabajo de animación, se esforzó en dibujar con total precisión histórica el crucero pesado 'Maya' (incluyendo el número exacto de portillas y escalones de la escalerilla), pero en la versión final la nave aparece completamente en silueta, por lo que su meticuloso trabajo quedó oculto.

El director Akira Kurosawa vio la película y, confundiéndola con una obra de Hayao Miyazaki, le envió una carta de felicitación; Miyazaki, avergonzado por el error, puso una cara de circunstancias al recibirla.

El propio Hayao Miyazaki criticó años después el planteamiento de la película, señalando que 'el hijo de un capitán de crucero jamás moriría de hambre' y que la historia 'oculta la verdadera naturaleza de la guerra', en la que los más pobres son los primeros en morir.

En Corea del Sur el estreno estuvo bloqueado por motivos de sentimiento antijaponés, ya que se consideraba que la película presentaba a Japón como víctima de guerra ocultando que fue un país agresor; el estreno previsto para 2005 se postergó indefinidamente hasta que finalmente se proyectó en 2014.

Antes de la versión animada, el productor Junzo Iwase (fundador de KK Bestsellers) planeó una ambitiosa adaptación en imagen real que incluía reconstruir la ciudad de Kobe anterior a los bombardeos en Arizona, lanzar bombas incendiarias reales desde un B-29 en condiciones de vuelo conservado, y hacer ayunar a los actores para simular la desnutrición; el proyecto nunca se llevó a cabo y Iwase murió antes de realizarlo.

Studio Ghibli no posee los derechos de autor ni de publicación de la obra original, ya que la producción y financiación de la película corrieron a cargo de la editorial Shinchosha (que publica la novela en formato de bolsillo) tras el rechazo inicial de Tokuma Shoten; por ello, a diferencia de otras películas de Ghibli, el DVD fue distribuido por Warner Home Video y la película estuvo excluida durante años de las plataformas de streaming donde se licenciaron otras cintas del estudio.