Le tournage s'est déroulé entièrement en un mois, du 15 mars au 15 avril 2000, entre Paris et le département des Landes (Lit-et-Mixe, Mimizan-Plage et Saint-Julien-en-Born).

Le scénario a été écrit à quatre mains par Emmanuèle Bernheim, Marina de Van, François Ozon et Marcia Romano.

Le film a été tourné avec deux directeurs de la photographie différents selon les saisons de l'histoire : Antoine Héberlé pour la partie « été » et Jeanne Lapoirie pour la partie « hiver ».

La bande originale, composée par Philippe Rombi, reprend en leitmotiv des morceaux de Barbara et de Portishead (le titre « Undenied »).

Le cinéaste suédois Ingmar Bergman aurait admiré Sous le sable au point de déclarer avoir visionné le film plusieurs fois.

Le film a obtenu un score de 93 % d'avis positifs sur Rotten Tomatoes (73 critiques) et une note de 86/100 sur Metacritic, signe d'un accueil critique quasi unanime.

Le critique du New York Times, A. O. Scott, a désigné le film comme un « Critic's Pick », saluant la performance de Charlotte Rampling comme « une étude de piano parfaitement exécutée ».

Sous le sable a reçu trois nominations aux César 2002 (meilleur film, meilleur réalisateur, meilleure actrice) ainsi que des nominations au Prix du cinéma européen et au Coquillage d'or de San Sebastián.