L'idée originelle de Mineurs 27 tient en une articulation de deux éléments narratifs. D'un côté, la crise morale vécue par des adolescents en difficulté personnelle, d'un autre, une enquête policière. A la jonction de ces deux blocs hétérogènes, le réalisateur Tristan Aurouet et le scénariste Dominique Turin ont imaginé une construction poétique du récit. Le travail d'écriture du film aura duré plus de deux ans.
Un thérapeute du nom de Jean-Paul Mugnier, par ailleurs directeur de l'Institut d'Etudes Systémiques à Paris, a participé à l'écriture du scénario. Il a apporté ses connaissances en psychologie et a permis de dresser le profil individuel de chacun des protagonistes de Mineurs 27. Sa collaboration a eu pour but de renforcer le réalisme des personnages du film.
Traitée comme un fait divers, la dimension policière de Mineurs 27 permet de faire ressurgir des événements sordides et étouffés quelques années auparavant. Le réalisateur Tristan Aurouet a voulu que le film possède une importante part de non-dit et que certains tabous ne soient pas révélés. Par ailleurs, la mise en scène du personnage pédophile a nécessité beaucoup de prudence. Aurouet souhaitait que le film dépeigne ce protagoniste sans jamais expliquer ou justifier ses motivations.
Malgré la férocité de la thématique centrale du film, à savoir la pédophilie, Tristan Aurouet a tenu à se démarquer d'une approche voyeuriste. De ce fait, il a cherché à rester dans la suggestion, sans jamais montrer directement de déplaisants événements. C'est cette retenue qui a convaincu Jean-Hugues Anglade de participer au film. Le célèbre comédien redoutait en effet de devoir tourner de redoutables séquences de maltraitance sur des mineurs. Ce qui n'a pas été le cas, le réalisateur l'ayant rassuré quant à sa manière d'aborder le sujet.
Au casting du film, sur les trois jeunes comédiens sélectionnés, deux d'entre eux n'ont jamais joué dans un long-métrage de cinéma. Un choix qui permet de mettre en avant la candeur, l'ingénuité mais aussi la fraicheur des acteurs. Tristan Aurouet les a directement fait travailler avec Jean-Paul Mugnier, afin qu'ils puissent mieux se glisser dans la peau de leurs personnages. Face à eux, Jean-Hugues Anglade, comédien expérimenté, à qui ils vont devoir se confronter. Deux générations d'acteurs se font ainsi face sur le tournage, ce qui permet également d'aiguiser leur rivalité à l'écran.
Dans le but de s'approcher au plus près du policier à la fois lambda et sordide qu'il est censé incarner, Jean-Hugues Anglade a décidé de lui soumettre une personnalité des plus ordinaires, transparence, ringardise et cheveux gras à l'appui. Malgré la gravité que représente un tel personnage, l'acteur a voulu le jouer de la manière la plus ludique possible. L'intéressé tente d'en discerner le profil : "Ce genre de personnage me nourrit beaucoup parce qu’ils sont paradoxaux et que j’aime creuser leur ambiguïté. On est souvent plongé dans la stupeur quand on voit la banalité de certains criminels et quand on écoute les témoignages de leur entourage qui les décrivent comme des gens sympas, normaux, gentils."
L'un des personnages adolescents de Mineurs 27, victime d'abus physique, exprime son mal-être à travers le graff. Pour Tristan Aurouet, cette "forme d'expression personnelle et artistique permet de montrer ce côté rebelle propre aux adolescents, sans pour autant verser dans la grande délinquance." Le cinéaste rappelle par ailleurs que le graffiti représente une certaine forme de transgression de la loi, ce qui coïncide parfaitement avec l'attitude de cet adolescent désemparé.
Le tournage de Mineurs 27 s'est déroulé sur six semaines entre août et septembre 2010, en Charente-Maritime, entre Royan et La Palmyre. Le paysage, constitué de plages sauvages, de dunes de sable et de forêts de pins, convenait parfaitement à Tristan Aurouet, à la fois pour y installer la situation du film et pour y faire émerger l'aspect poétique : "J’avais besoin que mes personnages évoluent dans ces décors naturels pour les confronter à quelque chose de visuellement positif et ainsi créer un contraste entre le sujet du film et l’univers du film."
Tristan Aurouet a été influencé par des cinéastes japonais comme Shohei Imamura ou Yoshitaro Nomura, capables aussi bien d'émouvoir le spectateur malgré la noirceur de leurs films, que de distiller de la poésie par leur travail de cadrage et d'organisation visuelle.
Pour mieux parvenir à ce sentiment d'oppression dramatique, Tristan Aurouet a décidé de faire évoluer la grammaire visuelle de Mineurs 27. Ainsi, le film débute au sein d'espaces aérés et lumineux, pour peu à peu se renfermer sur des décors étouffants et lugubres.
De façon à ce que l'on puisse se focaliser sur les acteurs, Tristan Aurouet a opté pour un format 4:3. La profondeur de champ s'en voit limitée, le cadre restreint obstruant les décors. Le spectateur ne peut pas apprécier ou analyser autre chose que les personnages du film. Ce choix technique est lié aussi au désir de raconter l'histoire de Mineurs 27 du point de vue d'enfants, dont le champ de vision est d'une moindre ampleur.
Benjamin Boghet et Julien Briffaz, membres du groupe musical Bot'Ox, ont conçu la bande originale de Mineurs 27. Tristan Aurouet avait apprécié l'un de leurs morceaux pour sa lenteur et son sentiment anxiogène qui s'en dégage. Soucieux de proposer une partition originale, ils ont voulu éviter de sombrer dans la caricature des musiques de genre. Il fallait donc s'éloigner des formats habituels. Chaque titre qui constitue la bande originale a été pensé en fonction des images du film et non selon l'habituel schéma musical, stipulant que tout morceau ait une introduction, des points de transition et une conclusion.
Tristan Aurouet ne pouvait pas tourner Mineurs 27 sans solliciter Philippe Lellouche et Gilles Lellouche, ses comparses de toujours. En effet, les trois hommes ont débuté le cinéma en co-écrivant et en co-réalisant plusieurs courts-métrages. Narco, le premier long d'Aurouet, a également été co-dirigé par Gilles Lellouche.