Фильм снят по мотивам книги Маргарет Кин «Большие глаза. Загадочная история Маргарет Кин».
Изначально вместо Эми Адамс и Кристофа Вальца на главные роли рассматривались кандидатуры Риз Уизерспун и Райана Рейнольдса.
Сценаристы фильма Ларри Карашевски и Скотт Александер ранее работали с Тимом Бёртоном над его лентой «Эд Вуд». Первоначально предполагалось, что Бёртон будет только продюсировать новый фильм, а режиссёрами станут сами сценаристы, но весной 2013 года было сообщено, что Бёртон выступает и в качестве режиссёра.
В сцене, где Уолтер и Маргарет рисуют в парке, на заднем плане на скамье сидит настоящая Маргарет Кин.