Los productores Peter Spears y Howard Rosenman adquirieron los derechos de la novela de André Aciman en 2007, antes incluso de su publicación, tras leer las pruebas de imprenta.

El proyecto quedó atrapado años en el llamado 'infierno del desarrollo': se reunieron con tres equipos de director/guionista, entre ellos Gabriele Muccino, Ferzan Özpetek y Sam Taylor-Johnson, pero ninguno se comprometió finalmente.

James Ivory iba a codirigir la película junto a Luca Guadagnino, pero se retiró en 2016 porque la distribuidora Memento Films International no quería a dos directores en el proyecto; Guadagnino terminó dirigiendo solo y el presupuesto se redujo de 12 a 3,4 millones de dólares.

Guadagnino cambió el escenario de la novela, ambientada en Bordighera, a la campiña de Crema, donde él mismo vive, y adelantó el año de la trama de 1987 a 1983 para reflejar simbólicamente el fin de los años 70.

Shia LaBeouf y Greta Scacchi estuvieron en un principio considerados para el reparto, pero la productora los descartó tras 'diversos problemas' de LaBeouf.

Armie Hammer casi rechazó el papel de Oliver al leer el guion por las escenas de desnudez, pero finalmente aceptó pese al miedo que le provocaba el reto.

El propio autor de la novela, André Aciman, y el productor Peter Spears aparecen en un cameo como una pareja gay que asiste a una cena en la película.

El rodaje duró unos 33 días en Crema y alrededores, con lluvias inesperadas en 28 de esos días, lo que obligó a usar iluminación artificial para simular el verano del norte de Italia.

Guadagnino rodó la película en orden cronológico para poder captar la evolución real de los actores y sus personajes a lo largo del rodaje.

Timothée Chalamet escuchaba la canción 'Visions of Gideon' de Sufjan Stevens por un auricular mientras se rodaba el plano final de cuatro minutos sobre su rostro, para guiar su interpretación.

Para la escena de baile con 'Love My Way', Armie Hammer tuvo que bailar siguiendo un click track frente a 50 extras fuera de cámara, con la música bajada para poder grabar el diálogo; él mismo la calificó como la peor escena que ha rodado.

Tanto Guadagnino como Chalamet dudaban de que fuera plausible masturbarse con un melocotón como se describe en la novela, pero al probarlo cada uno por separado descubrieron que funcionaba, por lo que decidieron incluir la escena en la película.

El cantautor Sufjan Stevens compuso tres canciones originales para la película ('Mystery of Love', 'Visions of Gideon' y una versión remezclada de 'Futile Devices'), siendo la primera vez que escribía temas expresamente para una banda sonora de cine.

Timothée Chalamet, con 22 años, se convirtió en el tercer nominado más joven a Mejor Actor en los Óscar, mientras que James Ivory, al ganar el Óscar al Mejor Guion Adaptado, se convirtió en el ganador competitivo más longevo en la historia de los premios.