I produttori Peter Spears e Howard Rosenman opzionarono i diritti del romanzo di André Aciman già nel 2007, prima ancora della sua pubblicazione, ma il progetto rimase bloccato per anni nel cosiddetto 'development hell'.

James Ivory doveva inizialmente co-dirigere il film insieme a Luca Guadagnino e scrisse la sceneggiatura in circa nove mesi, ma nel 2016 si ritirò dalla regia lasciando Guadagnino unico regista, poiché la società di distribuzione temeva difficoltà nell'avere due registi sul set.

Il budget iniziale di 12 milioni di dollari fu ridotto a soli 3,4 milioni e le settimane di riprese scese da 12 a 5, costringendo la produzione a tagliare scene come il viaggio a Roma presente nel romanzo, sostituito da uno a Bergamo.

Prima del casting definitivo, Shia LaBeouf e Greta Scacchi erano stati considerati per dei ruoli, ma LaBeouf fu scartato dalla produzione a causa dei suoi 'vari problemi' personali, nonostante Ivory pensasse che avesse fatto un buon provino.

Armie Hammer stava quasi per rifiutare il ruolo di Oliver dopo aver letto la sceneggiatura, spaventato dalle scene di nudo mai affrontate prima, ma alla fine accettò proprio perché la sfida lo intimoriva.

Timothée Chalamet e Armie Hammer non fecero un provino insieme e si incontrarono per la prima volta a Crema, dove trascorsero un mese a vivere fianco a fianco prima delle riprese per creare complicità.

Vanda Capriolo, scelta per interpretare la domestica Mafalda, non era un'attrice professionista: la direttrice del casting la notò mentre andava in bicicletta in campagna.

La scena della celebre masturbazione con la pesca fu quasi tagliata perché Guadagnino la trovava troppo esplicita: sia lui che Chalamet erano scettici sulla plausibilità del gesto, ma testarono il metodo separatamente e, sorpresi dal risultato, decisero di girarla.

Le riprese durarono circa 33 giorni ma furono ostacolate da un'insolita serie di temporali, con pioggia in 28 delle giornate di lavorazione, costringendo il direttore della fotografia a usare luce artificiale per ricreare l'atmosfera estiva.

Durante la scena del confronto finale tra Elio e Oliver, il direttore della fotografia Sayombhu Mukdeeprom pianse in un angolo della stanza dopo il primo ciak, sopraffatto dall'empatia per gli attori.

Per la scena del ballo sulle note di 'Love My Way', Armie Hammer dovette esibirsi davanti a 50 comparse seguendo un click track con la musica abbassata per registrare i dialoghi, definendola poi 'la scena peggiore' che avesse mai girato.

Il cantautore Sufjan Stevens scrisse tre canzoni originali per il film, tra cui 'Visions of Gideon', che Chalamet ascoltò tramite auricolare durante le riprese del primo piano finale di quattro minuti per calibrare la propria performance.

La battuta 'Amici per la vita?' pronunciata da Marzia è una citazione dal film J'entends plus la guitare (1991) diretto da Philippe Garrel, padre dell'attrice Esther Garrel che interpreta Marzia.

L'autore del romanzo André Aciman appare in un cameo nel film insieme al produttore Peter Spears, interpretando una coppia gay che partecipa a una cena; Aciman fu scelto all'ultimo minuto quando altri attori non furono disponibili.

Il film fu rimosso senza spiegazioni dal programma ufficiale del Beijing International Film Festival nel 2018, una decisione interpretata come riflesso dell'intolleranza del governo cinese verso i contenuti a tematica gay, mentre in Tunisia fu vietato dal Ministero della Cultura come 'attacco alle libertà'.