La série est née d'un projet initial intitulé « Ambulance 14 », développé par la scénariste Cécile Lorne dans le cadre du fonds d'aide à l'innovation du CNC et centré sur l'histoire de trois femmes, avant que la productrice Iris Bucher ne l'accompagne dans la réécriture et le propose à TF1.

Une quatrième héroïne, dirigeante d'usine, a été ajoutée au scénario original une fois l'accord de TF1 obtenu, et son personnage s'est tellement étoffé durant l'écriture qu'il a fini par avoir la même importance que les trois autres.

L'idée de retrouver Audrey Fleurot, Camille Lou et Julie de Bona, les actrices du Bazar de la Charité, dans de nouveaux rôles a été proposée à ces dernières alors que le tournage de cette première série n'était même pas terminé, ce qui les a surprises.

Camille Lou a accepté de jouer dans Les Combattantes sans avoir lu le scénario ni savoir quel rôle lui serait confié, uniquement par confiance envers l'équipe artistique.

Le rôle de Caroline Dewitt a été écrit en pensant directement à Sofia Essaïdi, que l'équipe avait remarquée dans La Promesse, si bien qu'aucun casting n'a été nécessaire pour ce personnage.

Le jeune acteur Mikaël Mittelstadt, venu du feuilleton Ici tout commence, a obtenu le rôle du soldat Gus sans passer d'essais, une première pour lui, en apprenant la nouvelle par un simple texto de son agent.

Le tournage s'est déroulé du 12 mai au 13 juillet 2021, principalement dans les Vosges (Plombières-les-Bains, Senones, Lac de la Maix, Vexaincourt, Gérardmer), mais aussi dans le Pas-de-Calais, la Somme et en Seine-et-Marne, avec une équipe de 150 personnes, jusqu'à 350 personnes par jour sur le plateau et 3000 figurants au total.

Pour reconstituer le village de Saint-Paulin à Plombières-les-Bains, le chef décorateur a fait venir 90 tonnes de terre pour recouvrir le macadam des rues et créer des devantures de magasins d'époque.

Le couvent-hôpital militaire de la série a été tourné dans deux lieux différents et éloignés dans une même scène : la Chartreuse de Neuville-sous-Montreuil et l'abbaye de Valloires, où un personnage peut ouvrir une porte à un endroit et apparaître dans une pièce filmée à l'autre.

Le réalisateur Alexandre Laurent avait l'habitude de mettre de la musique sur le plateau, parfois même du rap par plaisanterie, pour motiver les équipes et créer de l'émotion avant les prises.

Tom Leeb a confié avoir eu besoin d'un temps d'adaptation lors de son premier jour de tournage face à la reconstitution très réaliste de l'hôpital militaire, avec 150 figurants hurlants, des litres de faux sang et des effets de blessures très crus.

Des scènes similaires à celles de la série se sont réellement produites à la Chartreuse de Neuville-sous-Montreuil, véritablement transformée en hôpital militaire durant la Première Guerre mondiale.

Diffusée à l'international sur Netflix sous le titre Women at War à partir du 19 janvier 2023, la série a atteint le top 10 dans 58 pays, se classant notamment numéro 1 au Brésil, numéro 2 en Grande-Bretagne et numéro 3 aux États-Unis.

Le succès international du Bazar de la Charité sur Netflix, qui avait généré des remakes en Turquie et en Italie, a incité TF1 à miser sur une nouvelle fresque historique avec les mêmes actrices pour Les Combattantes.