Lorsque la Fox a acquis les droits de la pièce, le film était initialement prévu pour Jane Russell et Betty Grable. Mais au vu du succès de Niagara avec Marilyn Monroe (1953, Henry Hathaway), le studio a finalement changé d'avis et choisi la star montante, qui coûtait beaucoup moins cher que Betty Grable (18 000 dollars contre 150 000). Toutefois, la production n'avait pas prévu les exigences de Marilyn Monroe, qui demandait sans cesse à retourner les scènes malgré le contentement du réalisateur. Aux interrogations de la Fox sur le moyen d'accélerer le tournage, Howard Hawks a proposé "trois idées fantastiques : remplacer Marilyn, réécrire le script pour le raccourcir et changer de réalisateur."
La robe du soir en lamé or portée par Marilyn Monroe dans le film avait déjà servi pour Ginger Rogers dans Un grand séducteur (1952, Claude Binyon).
Dans la bande-annonce de l'époque, les spectateurs ont pu voir un extrait de séquence musicale au cours de laquelle Marilyn Monroe et Jane Russell chantent sur scène dans un décor de jardin d'enfants. On peut les voir porter leur costume quand Tommy Noonan leur parle dans les coulisses du cabaret français. Cette scène ne fait pourtant pas partie du montage final.
Les Hommes préfèrent les blondes est le second et dernier film que Marilyn Monroe a tourné sous la direction d'Howard Hawks, sans doute à cause de ses caprices. Elle avait joué l'année précédente dans Chérie je me sens rajeunir.
Marilyn Monroe a appris qu'elle avait été choisie pour jouer dans Les Hommes préfèrent les blondes le jour de son 26e anniversaire.
Howard Hawks voulait que Marilyn Monroe ait un rôle plus étoffé que ce qui était originalement prévu, afin de faire d'elle une vraie actrice plutôt que de la cantonner à un rôle de bimbo écervelée. C'est grâce à ce film que la carrière de l'actrice a véritablement explosé.
La bande originale des Hommes préfèrent les blondes a été éditée par la MGM, bien que le film ait été produit par la Fox ; c'est la première fois que le studio sortait la musique d'un film qu'il n'avait pas produit.
Le duo formé par Marilyn Monroe et Jane Russell a été un tel succès que le studio a souhaité le reformer pour un autre film, How To Be Very, Very Popular (1955). Monroe a toutefois refusé car elle n'aimait pas le script ; le film a finalement réuni Sheree North et... Betty Grable.
Si la robe rose de Marilyn Monroe pendant Diamonds are a girl's best friend est aujourd'hui iconique, l'actrice devait à l'origine seulement porter des bandes de velours noir et des strass, recréant l'illusion d'une rivière de diamants à échelle humaine. Une tenue finalement jugée trop osée pour les studios.
Les studios voulaient doubler la voix de Marilyn Monroe, jugée irritante, pendant la totalité du film. Seuls ses "No" au début de Diamonds are a girl's best friend ainsi que la phrase "these rocks don't lose their shape" ont finalement été doublés.
Pour préparer son rôle, Marilyn Monroe a assisté aux représentations de Broadway des Hommes préfèrent les blondes, avec Carol Channing, chaque soir pendant un mois.
Jane Russell n'était, à l'origine, pas sensée tomber dans la piscine lors de la séquence "Ain't There Anyone Here for Love?". L'actrice a en fait été renversée par accident par l'un des plongeurs et Howard Hawks a décidé de garder la scène.