Lorsque le scénario de Moi, Tonya a été envoyé à Craig Gillespie, Margot Robbie avait déjà été castée et le metteur en scène a voulu réaliser le film parce qu'il trouvait que la comédienne était le choix idéal pour se glisser dans la peau de Tonya Harding. Il se rappelle : "Il y avait là une maîtrise absolue de la narration, un parfait équilibre entre humour et émotion et une construction dramaturgique foncièrement originale qui m’a effrayé et enthousiasmé à la fois."
Dans le but d'être fidèle au script et mettre l'accent sur le tempérament à la fois arrogant et courageux de Tonya Harding, Craig Gillespie a multiplié les mouvements d’appareil, a privilégié un montage très « cut » et a adopté une musique contribuant à installer les moments de chaos et d'euphorie qu'elle traversait à l'époque.
Craig Gillespie connaissait à l'origine très bien cette affaire. Le réalisateur travaillait à l’époque dans la publicité et avait tourné une pub pour la soupe Campbell’s avec Nancy Kerrigan trois mois avant le déclenchement de l’affaire !
"Elle était toujours présentée comme la méchante par les médias alors que son parcours est beaucoup plus complexe et tragique que ça. Sans vouloir minimiser ce qui est arrivé à Nancy Kerrigan – qui a été une chose épouvantable –, j’avais le sentiment que l’histoire de Tonya était beaucoup plus complexe et méritait d’être racontée. Je voulais la rendre humaine et, si possible, susciter de l’empathie à son égard."
Très en amont du projet, Craig Gillespie avait rencontré la chorégraphe patinage, Sarah Kawahara, pour évoquer ce que Margot Robbie serait capable de faire par elle-même et les figures pour lesquelles ils allaient avoir besoin de doublures. L'actrice s’est entraînée pendant quatre mois et, même si elle a acquis un bon niveau, des doublures ont dû être utilisées pour les scènes des Jeux Olympiques. Le cinéaste se souvient :
"Sarah nous a immédiatement expliqué qu’on ne trouverait personne capable d’accomplir le triple axel : il n’y avait que six femmes qui avaient réussi cet exploit dans toute l’histoire du patinage. À l’heure actuelle, il y a deux patineuses qui participeront l’an prochain aux JO et qui ne peuvent pas prendre le risque de se blesser. J’ai été stupéfait en apprenant à quel point c’était difficile, que Tonya y était parvenue il y a 25 ans et que si peu de patineuses avaient renouvelé l’exploit depuis. On a fini par recourir aux effets visuels !"
La chorégraphe patinage Sarah Kawahara possède un palmarès impressionnant en glisse, puisqu'elle est devenue en 1997 la première patineuse à remporter l'Emmy de la meilleure chorégraphie pour le Scott Hamilton Upside Down. Elle a ensuite gagné son deuxième Emmy en 2002 pour la cérémonie d'ouverture et de clôture des Jeux olympiques d'hiver de 2002. Côté cinéma, elle a travaillé sur les chorégraphies des comédies Les Rois du patin (2007) et Go Figure (2005).
Moi, Tonya a été tourné à Atlanta même si Tonya Harding vivait à Portland. "Sur un plan pratique, on y a trouvé tout ce qu’on recherchait et comme le secteur du cinéma est en plein essor là-bas, on a pu réunir une formidable équipe", précise Margo Robbie.
Il existe beaucoup d’images d’archives solides de Tonya Harding sur Internet, sur sa condamnation mais pas seulement. Pour mieux se glisser dans la peau de son personnage, Margot Robbie a visionné un documentaire sur l’époque où elle avait 15 ans, ainsi que l’émission "30 FOR 30" centrée sur son parcours. La comédienne explique :
"J’ai visionné ces images, encore et encore. Certaines expressions se retrouvent d’ailleurs dans les dialogues du film, même s’ils ne figuraient pas dans le scénario. Du coup, on entend dans le film des tas de petites choses que Tonya a pu dire ici ou là. Nos recherches nous ont aussi servi pour le tournage des scènes de patinage artistique puisqu’on a pu reproduire les figures de Tonya avec la plus grande précision. Je me suis rendu sur YouTube presque à chaque instant du tournage."
Le producteur Tom Ackerley évoque trois difficultés principales par rapport à la conception de Moi, Tonya : la construction même du film dont le scénario comporte 256 scènes, quatre compétitions de patinage et deux éditions des Jeux Olympiques ; les scènes de patinages ; la longue période sur laquelle se déroule le film (qui évoque le parcours de Tonya de l’âge de 4 à 44 ans) indissociable des problématiques liées aux effets maquillage, costumes et prothèses destinés à vieillir les comédiens.