Contrairement à son habitude, Ben Stiller n'a presque jamais improvisé pendant le tournage du film : "Le scénario était très écrit et fournissait beaucoup d’informations sur chaque personnage. On a beaucoup répété et il fallait respecter ce qui était dans le scénario. En conséquence, je n’ai presque jamais improvisé sur le plateau, et je dois dire que c’était vraiment reposant de ne pas avoir à constamment proposer de nouvelles idées pour améliorer le matériau de départ."
Noah Baumbach a cherché, à travers Greenberg, à retranscrire le thème d'un homme traversant une crise existentielle, en s'appuyant sur certains romanciers américains : "Ce que je voulais faire en écrivant le scénario, c’était m’inscrire dans la lignée des romanciers américains que j’adore, comme Philip Roth, Saul Bellow et John Updike, qui parlent d’hommes qui traversent une crise existentielle." Le réalisateur poursuit en insistant sur l'importance de l'aspect visuel du film : "Certains de leurs livres ont été adaptés au cinéma, mais je me disais que je pouvais faire un film qui s’inspire de cette mouvance et qui ait un style visuel marqué."
Pendant l'écriture du scénario, il n'était pas du tout prévu que Jennifer Jason Leigh prête ses traits au personnage de Beth. Ce n'est qu'au moment du casting que cette possibilité a été émise, ce qui a tout de suite intéressé l'actrice : "J’étais ravie de donner la réplique à Ben Stiller et de tourner cette scène difficile dans le restaurant… Beth est réellement allée de l’avant, contrairement à Ben qu’elle a aimé autrefois. En tant que comédienne, j’ai bien aimé l’humour de cette séquence, et j’ai trouvé intéressant qu’on comprenne à ce moment-là à quel point Greenberg est encore obnubilé par les blessures qu’il a infligées aux autres et par les relations passées qu’il n’a pas réussi à surmonter, et qu’on découvre son incapacité à vivre dans le présent", explique t-elle.
Le directeur de la photographie Harris Savides, qui avait déjà travaillé avec Noah Baumbach et Jennifer Jason Leigh sur Margot va au mariage, a filmé Los Angeles avec des objectifs grand angle, dans le but d'apporter un aspect documentaire au film. Noah Baumbach souligne également à quel point cette orientation technique a été idéale pour mettre en valeur la beauté des lieux qui entourent le personnage de Roger Greenberg.
De la même manière que la durée du séjour de Roger Greenberg à Los Angeles, le tournage du film a duré sept semaines. Stephenson Crossley, le régisseur général, revient sur les conditions de tournage de Greenberg, et plus particulièrement sur la volonté du réalisateur Noah Baumbach de représenter Los Angeles à travers des lieux particuliers, qu'on n'a pas l'habitude de voir au cinéma : "On n’avait jamais vu au cinéma la plupart des lieux où nous avons tourné et, en tous les cas, ils n’étaient pas immédiatement reconnaissables. Mais comme on n’était pas une production à gros budget, et qu’il n’y avait ni coup de feu, ni effets spéciaux dans le film, on a été bien accueillis par les riverains", confie-t-il.
Noah Baumbach et Jennifer Jason Leigh retrouvent le producteur Scott Rudin (Fantastic Mr. Fox, etc.), avec lequel ils avaient déjà travaillé sur Margot va au mariage en 2007.
Le réalisateur et scénariste Noah Baumbach est marié, depuis 2005, à l'actrice Jennifer Jason Leigh. Greenberg marque leur deuxième collaboration au cinéma, après Margot va au mariage en 2007, une comédie dramatique avec également Nicole Kidman et Jack Black.
Greenberg fut nommé pour l'Ours d'or du meilleur film lors du 60ème Festival international du film de Berlin présidé par Werner Herzog, le réalisateur de Bad Lieutenant : Escale à la Nouvelle-Orléans. Ce fut finalement Bal, un film turc réalisé par Semih Kaplanoglu, qui remporta cette récompense.
Greenberg est le 6ème long métrage réalisé par Noah Baumbach. Il a également écrit les scénarios de tous les films qu'il a mis en scène.
A l'origine, il était question que Mark Ruffalo interprète le personnage de Roger Greenberg. De même, Amy Adams puis Maggie Gyllenhaal devaient jouer le rôle de Florence, finalement tenu par Greta Gerwig.
Les détails et l'omniprésence dans le script de Los Angeles en font un personnage à part entière. En écrivant le scénario, Jennifer Jason Leigh et Noah Baumbach ont vraiment voulu présenter la ville comme endroit de vie et non comme "ville-industrie". De nombreux lieux de tournages étaient décrits dans le script de manière très précise comme le fameux Grill "Musso & Frank" sur Hollywood boulevard qui a été fermé pour le tournage (chose exceptionnelle malgré les nombreux films qui y ont été tournés).
Pour que les conversations d'arrière plan ne soient pas fictives durant la grande fête du film, les acteurs ont invité leurs amis à se joindre à eux sur le tournage de telle manière qu'il s'agissait presque d'une fête réelle. De même, les serveurs de chez "Musso & Frank" sont les vrais serveurs du lieu et certains des clients les plus réguliers figurent dans le film.
"Dans Greenberg, Ben Stiller joue un personnage qui pourrait surprendre les gens. Alors que le film est une comédie, Stiller n'est ni farfelu, ni stupide, ni "tarte à la crème", ni satirique. il est une âme perdue qui emménage à Los Angeles pour se retrouver dans une comédie aux proportions très humaines".