Особенное внимание было уделено саундтреку к мультфильму. Изначально планировалось использовать «Лунный свет» Клода Дебюсси, но потом авторы остановили свой выбор на струнном квартете №2 (ре-мажор) Александра Бородина в исполнении «Emerson String Quartet».
При работе над «Девочкой со спичками» использовалась разработанная студией «Уолт Дисней» совместно с Pixar программа компьютерной анимации CAPS. При этом создатели сознательно отказались от цифровых «задников», для того чтобы сохранить общую «акварельную фактуру» и добиться естественного плавного сочетания персонажей и фона. Для изображения реального мрачного мира, в котором живет девочка, было решено использовать одноцветную серую палитру, в то время как мир ее мечты представлен в ярких красках.
Создатели мультфильма перенесли действие в холодную Россию — в мифический город, напоминающий Москву и Петербург одновременно. В остальном они четко следуют сюжетной линии, включая трагический конец сказки. Это послужило причиной конфликта мультипликаторов с топ-менеджерами студии «Уолт Дисней», которые настаивали на традиционном для США хэппи-энде. Было создано три варианта «мягкой» концовки, пока наконец руководство «Диснея» не уступило, чтобы не испортить весь мультфильм.