C’est à l’occasion du bicentenaire de la résistance portugaise, face aux armées napoléoniennes dans la région de Torres Vedras, que l’envie de faire un film sur le sujet a émergé dans l’esprit du producteur Paulo Branco. A cette époque il venait alors de terminer Les Mystères de Lisbonne et "voulait repartir sur un projet ambitieux, porté de plus par un scénario exceptionnel."
Raoul Ruiz, à l’initiative du projet, est mort avant le début du tournage. Si John Malkovich a été envisagé pour le remplacer, c’est finalement Valeria Sarmiento qui a poursuivi le travail de son défunt mari. Elle raconte: "Je savais que je ne pouvais pas faire un film de Ruiz. Impossible. Donc, je me suis efforcée de prendre le film comme je le sentais, tout en respectant les deux ou trois changements que Raúl avait demandés, ainsi que ses choix musicaux."
Les Lignes de Wellington a été écrit par Carlos Saboga, à qui l’on doit notamment le scénario des Mystères de Lisbonne, l’avant-dernière réalisation de Raoul Ruiz.
Comme pour Les Mystères de Lisbonne, Les Lignes de Wellington connait deux versions. La première, divisée en trois parties, est destinée à la télévision, tandis qu’une autre est projetée en salle.
Le producteur Paulo Branco a conseillé à Valeria Sarmiento de revoir Guerre et paix de King Vidor et La Conquête de l'Ouest pour tourner Les Lignes de Wellington. Comme la réalisatrice le souligne : "Il ne fallait pas craindre de faire un film classique."
Le film bénéficie d’un casting international puisqu’on peut y voir l’acteur portugais Nuno Lopes, l’Espagnole Marisa Paredes, l’Américain John Malkovich et les Français Mathieu Amalric et Isabelle Huppert, entre autres.
Ce sont des habitués du cinéma de Raoul Ruiz qui composent le casting. En effet, on retrouve Elsa Zylberstein, Michel Piccoli ou encore Adriano Luz, respectivement comédiens dans La Maison Nucingen, Ce jour-là et Les Mystères de Lisbonne.
Pour choisir ses cadrages mais aussi les tons à donner à la lumière, l’équipe s’est inspirée des tableaux de Lévêque. Dans le film, ce peintre est interprété par Vincent Perez. Ce personnage a réellement existé et avait pour mission de retranscrire les batailles. Valeria Sarmiento raconte: "La directrice artistique Isabel Branco a apporté un ouvrage contenant la plupart des tableaux de Henri Lévêque, et avec le chef opérateur, on s’est beaucoup inspirés de ses toiles : de grands paysages (donc des plans larges) et des personnages à échelle réduite."
C’est la huitième fois que Catherine Deneuve tourne avec sa fille Chiara Mastroianni. La première fois remonte à 1979, où cette dernière était encore une petite fille âgée de sept ans dans A nous deux. Plus tard, on les retrouve notamment en 2008 dans Un conte de Noël et en 2011 dans Les Bien-aimés.
Pour Raoul Ruiz, Les Lignes de Wellington s’inscrivait dans la continuité des Mystères de Lisbonne. Après la disparition du cinéaste en août 2011, le tournage a été repoussé, mais le réalisateur avait déjà commencé la préparation du film, que cela soit au niveau des repérages, du casting ou de la musique. Les deux films réunissent en partie la même équipe technique, dont le compositeur Jorge Arriagada et le directeur de la photographie André Szankowski.
La première mondiale du film a eu lieu lors de la 69ème Mostra de Venise.