Фильм снят по мотивам романа Гилберта Адэра «Мечтатели» (The Holy Innocents, 1988) и еще двух книг писателя. Он сам написал сценарий к фильму.

На роль Мэттью рассматривалась кандидатура Леонардо Дикаприо. Он отклонил предложение из-за съемок в фильме «Авиатор».

Джейк Джилленхол предполагался на роль первоначально. Отклонил роль из-за обилия откровенных сцен.

Картина Бернардо Бертолуччи получила в США самый жёсткий прокатный рейтинг — NC-17.

В фильме «Мечтатели» нет оригинальной музыки. Вся музыка, звучащая в фильме, взята из других кинолент.

Большинство сцен, затрагивающих сексуальные взаимоотношения между Мэттью и Тео, в фильм не попало. Создатели сочли их чересчур вызывающими. В этом существенное отличие картины Бертолуччи от романа Адэра.

Сцена, в которой герои пробегают через Лувр, цитирует сцену из фильма «Банда аутсайдеров» Жан-Люка Годара.

Сцена, в которой волосы Изабель охватило пламенем была незапланированной. Ева Грин должна была наклониться вперед, чтобы поцеловать Меттью на ночь, но случайно ее волосы загорелись от стоящей на столе свечи. Ева не придала этому большого значения и играла так естественно, что Бертолуччи решил оставить сцену, так как посчитал, что она в полной мере демонстрировала в некоторой степени безумие всего происходящего.

По ходу фильма герои сознательно воспроизводят сцены из любимых ими фильмов, либо повторяют характерные жесты любимых киногероев. Например, сцена, в которой герои пробегают через Лувр, — повторение пробежки через Лувр в ленте Годара «Посторонние». Сцена, где Изабель и Тео, после пробежки в Лувре повторяют фразу «Мы принимаем его. Он один из нас» воспроизводит сцену из фильма Тода Браунинга «Уродцы» (1932). Изабель говорит, что её первыми словами по-английски были New York Herald Tribune — первая фраза американки в годаровской ленте «На последнем дыхании». Попытка самоубийства сопровождается кадрами самоубийства Мушетт из одноимённой ленты Брессона. Другие цитируемые героями фильмы — «Дамы Булонского леса» Брессона, «Огни большого города» Чарльза Чаплина, «Золотой век» Бюнюэля, «Лицо со шрамом» Говарда Хоукса, «Бульвар Сансет» Билли Уайлдера, «Белокурая Венера» с Марлен Дитрих, «Королева Кристина» с Гретой Гарбо, «Цилиндр» с Фредом Астером. В кинотеатре герои фильма смотрят культовый фильм Сэмюэла Фуллера «Шоковый коридор». В квартире висят постеры к фильмам Ингмара Бергмана («Персона»), Годара («Китаянка») и Антониони («Фотоувеличение»). Вся музыка, звучащая в фильме, взята из других кинолент.