Les Nuits de la pleine lune, qui débute sur le dicton "qui a deux femmes perd son âme, qui a deux maisons perd sa raison", est le quatrième volet des Comédies et Proverbes d'Eric Rohmer, les trois épisodes précédents étant La Femme de l'aviateur (1981), Le Beau mariage (1982) et Pauline à la plage (1983).
Présenté en sélection officielle au Festival de Venise 1984, Les Nuits de la pleine lune permit à Pascale Ogier de remporter le Prix d'interprétation féminine.
C'est en 1978, époque à laquelle elle étudie à l'université de Paris III, que Pascale Ogier, fille de Bulle Ogier, fait la rencontre d'Eric Rohmer. Ce dernier lui offre un rôle secondaire dans son film chorale Perceval le Gallois. Le réalisateur et la jeune comédienne collaborent de nouveau en 1980 pour les besoins du téléfilm Catherine de Heilbronn, où Pascale Ogier interprète le personnage principal. La carrière de celle-ci prendra fin brutalement le 25 octobre 1984, l'actrice, âgée de 26 ans, décédant prématurément d'une crise cardiaque à Paris.
Les Nuits de la pleine lune marque la quatrième collaboration de Fabrice Luchini avec le réalisateur qui le fit débuter, Eric Rohmer. Les deux hommes avaient auparavant travaillé ensemble sur Le Genou de Claire (1970), Perceval le Gallois (1978) et La Femme de l'aviateur (1980).
A noter une apparition clin d'oeil de Laszlo Szabo, un comédien fétiche de la Nouvelle Vague qui joua notamment dans Les Cousins (1959) de Claude Chabrol et Vivre sa vie (1962) de Jean-Luc Godard.
Non contente de figurer dans le film, Pascale Ogier en a également élaboré les costumes et les décors.
La musique du film est signée Jacno et Elli Medeiros. Le premier a notamment composé le thème musical de Lulu, drame dans lequel jouait Elli Medeiros, tandis que la seconde a également travaillé sur la musique de Tout baigne ! en 1999.