Inside Llewyn Davis fait partie de la sélection officielle de l'édition 2013 du Festival de Cannes, en compétition. S'il y a bien un tandem plus qu'habitué de la Croisette, c'est bien celui des frères Coen. Après avoir obtenu la Palme d'or pour Barton Fink en 1991, ils reviennent trois ans plus tard avec la grinçante comédie Le Grand saut, et deux ans plus tard avec Fargo, qui obtient le Prix de la mise en scène. S'ils repartent bredouille en 2000 avec O'Brother, ils remportent une nouvelle fois le Prix de la mise en scène en 2001 avec The Barber : l'homme qui n'était pas là. En 2007, ils sont en compétition pour la Palme d'or avec le thriller No Country for Old Men.
Inside Llewyn Davis est très largement inspiré de la vie du chanteur Dave Van Ronk. Chanteur de folk à New-York, le personnage de Llewyn a aussi vécu au sein de la classe ouvrière et navigué entre sa passion et un travail dans la marine marchande. On retrouve d'ailleurs dans le film quelques titres du célèbre chanteur de la scène musicale du Greenwich Village.
Le chef opérateur habituel de Joel et Ethan Coen, Roger Deakins, n'a pas pu se libérer pour Inside Llewyn Davis, car occupé sur le tournage de Skyfall (2012). Il a travaillé avec les deux frères réalisateurs depuis Barton Fink (1991) jusqu'à True Grit (2010) en passant par O'Brother (2000) ou Ladykillers (2004). Deakins leur avait déjà faussé compagnie sur Burn After Reading (2008).
Oscar Isaac et Carey Mulligan ont à nouveau une relation difficile dans Inside Llewyn Davis, après Drive (2011) où le premier incarnait le mari repris de justice de la seconde, aidé par le personnage de Ryan Gosling.
La pochette du Vinyle de Llewyn Davis dans le film reprend celle de l'album de Dave Van Ronk, "Inside Dave Van Ronk" aux détails près que le personnage prenant la pose n'est plus le chanteur Van Ronk mais le comédien Oscar Isaac et que le titre de l'album devient "Inside Llewyn Davis".
Le comédien Oscar Isaac donne de la voix pour Inside Llewyn Davis puisque c'est lui qui interprète les chansons à l'écran. S'il est connu pour son travail en tant qu'acteur, le Guatémalien chantait et jouait de la guitare dans son groupe The Blinking Underdogs avant de se faire repérer sur grand écran.
Majoritairement composée de reprises, la bande-originale d'Inside Llewyn Davis est produite par le musicien T-Bone Burnett, qui retrouve les frères Coen après O'Brother et Ladykillers.
Certaines chansons de la bande-originale d'Inside Llewyn Davis ont été composées ou réarrangées par Marcus Mumford, leader du groupe Mumford & Sons, qui n'est autre que le mari de Carey Mulligan à la ville.