N'ayant pas tourné depuis 2007, Noémie Lvovsky a repris la caméra à l'occasion de son cinquième long métrage, Camille redouble, dans lequel on retrouve ses talents d'actrice, qu'elle n'avait pas exploités dans ses films précédents : "(...) le gros changement par rapport aux autres films, c’est qu’elle joue dans le film. Cette double casquette était dure pour elle !", affirme Jean-Marc Fabre, le directeur de la photographie.
L'actrice-réalisatrice interprète dans ce film le rôle de Camille, qui a d'abord 40 ans, puis qui retrouve son passé en ayant soudainement 16 ans. Cependant, Jean-Marc Fabre n'a pas eu besoin de faire un travail supplémentaire pour rajeunir l'actrice : "Je me suis rendu compte que la jeunesse du personnage passe par des attitudes plus que par le maquillage ou même la lumière", explique-t-il.
Une partie de Camille redouble a été tournée au lycée Alfred Kastler pendant les vacances de la Toussaint 2011. Plusieurs élèves du lycée ont ainsi participé à la figuration en se prêtant au jeu du look 80's et en ravivant le lycée dans une ambiance à la Sauvés par le gong !
Après avoir tourné pendant deux jours dans Faut que ça danse ! (2007), le précédent film de Noémie Lvovsky, la jeune Judith Chemla a retrouvé la réalisatrice dans Camille redouble, pour un rôle plus important : celui de Josepha, la copine de lycée extravertie de Camille.
Trois mois après la sortie en salles de Adieu Berthe ou l'enterrement de mémé, Camille redouble nous offre une nouvelle occasion de retrouver les acteurs de la comédie des frères Podalydès. En effet, les deux films réunissent Samir Guesmi, Michel Vuillermoz, Denis Podalydès, ainsi que Noémie Lvovsky elle-même.
La réalisatrice Noémie Lvovsky n'a pas tourné de films depuis 2007, mais a commencé à travailler sur ce projet depuis 2008 : "(...) j'ai commencé à prendre les premières notes, à noter les premières pensées, il y a quatre ans...", confie-t-elle.
Camille redouble a bénéficié d'une avance sur recettes avant sa réalisation de la part du CNC (Centre national du cinéma et de l'image animée).
Après sa participation à la 53ème édition du Festival de Cannes avec son film La Vie ne me fait pas peur, Noémie Lvovsky a regagné la Croisette en 2012 grâce à Camille redouble, qui a été sélectionné à la Quinzaine des réalisateurs et qui a été salué par le Prix SACD (Société des Auteurs et Compositeurs Dramatiques). Par ailleurs, le film a eu droit à plusieurs nominations, notamment pour le Art Cinema Award ou encore pour le Prix Fipresci à Cannes.