Big Eyes n'est "que" le deuxième biopic dans la longue et variée carrière de Tim Burton. Cela faisait 20 ans que le réalisateur n’avait fait un film tiré d’une histoire vraie. En effet, en 1994 sortait Ed Wood, l’histoire de ce réalisateur présenté comme le plus mauvais de son vivant et aujourd’hui vénéré par certains amateurs du genre. Pour Big Eyes, Tim Burton retrouve d’ailleurs les scénaristes Scott Alexander et Larry Karaszewski, qui avaient écrit Ed Wood et qui sont de véritables passionnés de biopic. Ils sont par ailleurs, à l'origine du scénario de Man on the Moon retraçant le parcours d'Andy Kaufman, mais aussi du film Larry Flynt, ainsi que du long-métrage Auto Focus basé sur la vie de Bob Crane.
A bien y regarder, il est évident que Tim Burton a été influencé par le travail de Margaret Keane et ses "grands yeux". Le réalisateur possède d’ailleurs une belle collection des œuvres de l’artiste peintre. Déjà en 1994, Burton se cachait derrière le scénario De L’étrange Noël de M. Jack, puis en 2005 il réalisa Les Noces funèbres ou encore Charlie et la chocolaterie... Autant de personnages du réalisateur affublés d’yeux disproportionnés.
Au début du projet, Scott Alexander et Larry Karaszewski, scénaristes de Big Eyes, devaient également réaliser le film. A ce stade, c’était d’ailleurs Kate Hudson et Thomas Haden Church qui devaient interpréter Margaret et Walter Keane, avant que Reese Witherspoon et Ryan Reynolds ne reprennent les rôles principaux. Finalement, Tim Burton fut placé aux commandes du film et le duo Witherspoon-Reynolds remplacé par Amy Adams et Christoph Waltz.
Tim Burton est connu pour tourner avec ses acteurs et actrices fétiches. Pourtant, pour Big Eyes, le réalisateur a fait appel à des petits nouveaux, à commencer par Amy Adams et Christoph Waltz.
Alors qu’il privilégie d’habitude le format 35mm pour tourner, Tim Burton a été contraint de filmer Big Eyes avec une caméra numérique. Ce sont des restrictions budgétaires qui l’ont poussé à choisir ce moyen moins couteux.
L’équipe de Big Eyes a posé ses valises dans un premier temps, au Canada, à Vancouver au Stanley Park et dans le quartier historique de Gastown, ainsi que dans l'Art Gallery, pour les scènes qui se situent dans le tribunal. De plus, certaines séquences ont pris place à Hawaï, à la Cour Fédérale d'Honolulu et dans l'historique Royal Hawaiian Hotel de Waikiki, puis à San Francisco, là où le couple Keane résidait.
La véritable peintre Magaret Keane fait une apparition dans Big Eyes. Nous pouvons l'apercevoir en pleine lecture de la Bible sur un banc, au moment du tournage de la scène du Palace of Fine Arts. Tim Burton, en homme bienveillant, lui a donné cette Bible au moment de tourner la scène car il savait que cela allait la détendre. Elle ajoute : "J’incarne une vieille dame qui profite du beau temps, assise sur un banc. C’est très touchant. Sur le tournage, Tim est venu me voir et m’a remis une petite Bible, je me suis alors dit : « Qu’est-ce qu’il est prévenant ! Il sait combien j’aime la Bible et il m’en donne une pour que je puisse la lire pendant la prise. » Je n’oublierai jamais cette journée."
Deux titres de la bande originale de Big Eyes ont été confiés à la chanteuse Lana Del Rey. Celle-ci a écrit et composé les morceaux intitulés "Big Eyes" et "I Can Fly".
Amy Adams a souhaité rencontrer la peintre Margaret Keane qu'elle interprète dans Big Eyes, dans le but d'observer la façon dont elle se tient lorsqu'elle peint, mais aussi sa façon de bouger, de parler au quotidien. À l'inverse, Christoph Waltz a préféré adopter une autre méthode de travail qui consiste à se détacher de la réalité et rester uniquement concentré sur le scénario.
Big Eyes réunit à lui seul, près de 300 tableaux. Pour les plans plus éloignés, les tableaux de Margaret Keane ont été réimprimés sur toile et pour les gros plans, de la peinture a été rajoutée sur les toiles imprimées pour que l'on puisse apercevoir les coups de pinceaux. La peintre Lisa Godwin se chargeant de reproduire les oeuvres a seulement obtenu deux mois pour boucler son travail. Celle-ci a parfois été obligée d'effectuer 10 versions d'un seul tableau, pour que l'on voit l'évolution du travail pictural. De plus, certaines toiles ne pouvaient apparaître à l'écran car elles ont été achetées et l'équipe n'a pas pu obtenir le droit de les diffuser.
Tous les personnages de Big Eyes ont existé dans la réalité, excepté le celui de Dee-Ann, qui est la pus proche amie de Margaret Keane, portée à l'écran par Krysten Ritter. La productrice Lynette Howell ajoute : "Dee-Ann représente l’émancipation féminine. C’est un esprit libre qui s’efforce de bousculer Margaret, mais cette dernière fait la sourde oreille parce qu’elle est complètement sous l’emprise de son mari."
Le "Hungri i" était un club où Walter Keane exposait les peintures de sa femme, qu'il faisait passer comme étant les siennes. Fondé par Enrico Banducci, cet endroit peut être identifié comme étant une sorte d'ancêtre des boîtes de nuit. Pour le tournage, le "Hungry i" a été reconstitué dans le Penthouse Night Club de San Francisco.
Tim Burton a pour habitude de confier la tâche du choix et de la confection des costumes à Colleen Atwood. Cette fonction est l'une des plus importantes sur le tournage des films de ce réalisateur, qui possède une empreinte visuelle passant en premier lieu par les costumes et les décors. Le cinéaste et sa chef costumière on collaboré sur de nombreux longs-métrages, notamment Edward aux mains d'argent, Ed Wood, La Planète des singes, Sleepy Hollow, Mars Attacks et bien d'autres. Colleen Atwood a même obtenu un Oscar pour son travail sur Alice au pays des merveilles en 2010. Pour Big Eyes, celle-ci a mis les bouchées doubles car 90 % des costumes ont été créés de toutes pièces.
Rick Heinrichs, le chef décorateur, est un collaborateur de longue date de Tim Burton. En effet, les deux hommes ont travaillé ensemble sur de multiples projets tels que Sleepy Hollow, Dark Shadows, Frankenweenie, La Planète des singes, Batman, le défi ou encore Beetlejuice. Big Eyes signe une fois encore les retrouvailles des deux amis. Le chef décorateur expose sa vision de l'ambiance du film en précisant : "Nous tenions à capter l’atmosphère et l’ambiance des années 50 et du début des années 60, qui sont reconnaissables entre toutes. Nous voulions jouer sur les mouvements de caméra et la manière dont elle révèle les personnages. Je pense que cela en dit long, sur Walter en particulier, mais tout en subtilité."
Margaret Keane a offert à Tim Burton, qui est un fan absolu du travail de la peintre, deux toiles, l'une représentant Helena Bonham Carter (sa femme durant près de 13 ans) et l'autre représentant son chihuahua.
Big Eyes a fait le plus mauvais démarrage de tous les films de Tim Burton, dans les salles américaines, durant le premier week-end d'exploitation. Le long-métrage a pris la 15ème place du classement début novembre 2014.
Le budget de Big Eyes est de 10 millions de dollars, ce qui est peu par rapport aux autres films du cinéaste. A titre de comparaison, Dark Shadows avait couté 150 millions et Alice au Pays des Merveilles 200 millions.