Fruit du succès de leur collaboration passée sur Le Quai des Brumes, Marcel Carné signe pour un deuxième film avec Jean Gabin au casting. Le scénariste Jacques Prévert propose alors le scénario de "Rue des vertus", un film de gangsters. Mais le cinéaste prend peur puisqu'à ce moment-là le cinéma français pullule d'histoires de mauvais garçons. Il se rabat alors sur un synopsis de quatre à six pages, soumis par Jacques Viot, son voisin de palier. Le scénario s'intitule Le Jour se lève et intrigue le cinéaste de par sa construction, faite de multiples flashbacks, un ressort cinématographique peu utilisé à l'époque.
A sa sortie en salles en 1939, le film de Marcel Carné ne fut autorisé qu'après la coupe d'une scène montrant Arletty nue. Mais la censure ne s'arrêta pas là : sous le régime de Vichy, Le Jour se lève fut interdit, car jugé trop défaitiste. De plus, en raison des lois antijuives, les noms de Curt Courant et d’Alexandre Trauner ne figurent pas au générique. La sortie fut également rendue difficile par l'incompréhension générale du public devant la narration construite en flashbacks. De ce fait, un écriteau expliquait avant le début du film qu'un homme se souvient, et que ce sont ces souvenirs que l'on voit à l'écran... Le film ressort en 1942 et connaît un plus franc succès.
Le Jour se lève marque la quatrième collaboration de Marcel Carné et Jacques Prévert. Ils avaient en effet déjà travaillé ensemble sur Jenny (1936), Drôle de drame (1937) et Quai des brumes (1938). Par la suite, ils coopérèrent également sur Les Visiteurs du soir (1942), Les Enfants du paradis (1945) et Les Portes de la nuit (1946).
Le Jour se lève a été tourné de février à mai 1939 aux studios "Paris Studio Cinéma" de Boulogne-Billancourt. Aujourd'hui, près du Stade Pierre de Coubertin à Boulogne Billancourt, une avenue porte le nom du film.
Le Jour se lève est passé par la censure. En effet, la scène présentant Clara (Arletty) nue près de la douche a été supprimée.
Le réalisateur Marcel Carné retrouve son actrice fétiche Arletty, après l'avoir dirigée dans Hôtel du Nord (1938). Il lui offre ici son premier rôle dramatique à l'écran, et la dirigera par la suite dans Les Visiteurs du soir (1942), Les enfants du paradis (1945), La Fleur de l'âge (1947) et L'Air de Paris (1954). Il collabore également de nouveau avec Bernard Blier, en lui donnant le petit rôle de Gaston, un ouvrier, après celui de Prosper, l'éclusier donneur de sang dans Hôtel du Nord.
L'actrice Jacqueline Laurent qui joue Françoise, la jeune première, a été recommandée par le scénariste du film, Jacques Prévert, qui n'était autre que son amant à l'époque du film. A l'été 36, les deux jeunes gens font connaissance. La comédienne en herbe est à peine âgée de dix-huit ans et vient tout juste de faire sa première apparition au cinéma dans "Gaspard de Besse", où elle sera créditée en tant que Jacqueline Sylvère.
Le Jour se lève a été nominé pour la Coupe Mussolini du meilleur film en 1939 à l'occasion de la Mostra de Venise.
Maurice Jaubert, le compositeur du Jour se lève, qui a notamment composé les partitions musicales de films de Jean Vigo ou encore de René Clair, collaborait pour la dernière fois avec Marcel Carné, après Drôle de drame, Le Quai des brumes et Hôtel du Nord. Alors mobilisé comme capitaine pendant la "drôle de guerre", il meurt au front le 19 juin 1940 à l'âge de 40 ans. Le Jour se lève marque sa dernière contribution musicale au cinéma.
Le Jour se lève fut l'objet d'un remake aux Etats-Unis : The Long night, où Henry Fonda remplace Jean Gabin dans le rôle principal.