Villa Amalia marque les retrouvailles d'Isabelle Huppert avec le réalisateur Benoît Jacquot. Après Les Ailes de la colombe (1981), L'Ecole de la chair (1998), Pas de scandale (1999) et La Fausse Suivante (2000), Villa Amalia est le cinquième film qu'ils font ensemble. Le réalisateur raconte que "du coup, cette réelle connaissance qu'on a l'un de l'autre, nous permettait d'être, l'un vis-à-vis de l'autre, dans un état de disponibilité authenthique, je crois."
Villa Amalia est né du fait que le réalisateur Benoît Jacquot a besoin d'un rendez-vous régulier avec Isabelle Huppert. Ce film a donc pour origine l'envie de retravailler avec l'une de ses actrices fétiches. "Par moment quand j'ai trop de films sans elle, j'ai absolument besoin d'en faire un avec elle. C'est comme un repère", raconte le cinéaste. Benoît Jacquot connait Pascal Quignard, l'auteur de Villa Amalia, depuis longtemps et le livre fut dans ses mains bien avant qu'il soit en librairie. Dès les premières pages, il a su que c'était son prochain film, et qu'il allait le faire avec Isabelle. Villa Amalia est donc le fruit de deux relations que Benoît Jacquot a sû réunir. Selon lui dans les films qu'il a fait avec Isabelle Huppert, "je n'ai jamais eu le sentiment d'atteindre le but que je m'étais fixé. Il me semble que celui-là n'est pas loin du compte. "
La scène où Isabelle Huppert se coupe les cheveux a eue lieu en direct. L'actrice raconte qu'"une fois que c'était fait j'étais ni triste ni contente, c'était nécessaire, et cette nécessité dédramatisait l'évènement. Pour Bertrand Tavernier, le plan où ses cheveux sont coupés "a, toutes proportions gardées, la même force que si on attaquait une banque."
Au montage, Benoît Jacquot à coupé une scène qui lui tenait très à coeur. Dans cette scène, Isabelle Huppert jouait seule au piano, et Xavier Beauvois, qui interprète l'homme qu'elle quitte, revient dans l'appartement qu'ils partagent. Elle continue à jouer alors qu'il entre et il se place derrière elle. "Plus de lumière, la nuit est tombée, il se met à fumer et on voit la fumée comme sortir du piano. Tout à coup, elle arrête et s'en va sans rien lui dire. C'est une scène qui condensait beaucoup d'éléments du film, que j'ai tournée en un plan et qu'au montage, in extremis, j'ai coupée. J'y tenait beaucoup..." raconte le réalisateur.
Dans Villa Amalia, Isabelle Huppert fait des choses très physiques, comme nager ou jouer au piano. Elle s'est beaucoup préparée durant deux mois, avant le tournage, à nager et pianoter. Plusieurs fois par semaine, elle a reçu un coaching de piano avec les morceaux que le musicien Bruno Coulais inventait au fur et à mesure.
Pour les scènes de natation, au cas où Isabelle Huppert serait fatiguée, la production avait prévu des filles pour la doubler. Benoît Jacquot raconte qu'il a eu le droit à des protestations de la part de l'actrice lorsqu'elle en a eu vent, "je dirais même des hurlements. De lui dire qu'il pourrait y avoir quelqu'un d'autre, c'était terrible."