Le scénario de My Little Princess s'inspire directement du vécu de la comédienne, photographe et réalisatrice Eva Ionesco. Le projet du film remonte à dix ans. A l'époque, Ionesco n'avait pas trouvé les financements suffisants pour réaliser l'oeuvre. A noter que cette femme d'origine roumaine a été élève de l'école de Nanterre sous la direction de Patrice Chéreau et qu'elle a commencé sa carrière cinématographique dès l'âge de 11 ans.
Le film d'Eva Ionesco s'inspire directement de son enfance. Mais contrairement à ce qu'on pourrait croire, "écrire sur une matière intime, très proche, ne donne pas beaucoup de liberté", affirme la réalisatrice, avant d'expliquer que "dans les histoires intimes il y a toujours des sentiments impérieux qui prennent le pas sur l'imagination".
My Little Princess lève le doigt sur un énorme tabou qui perdure depuis les années 1980, celui de la pédopornographie. Cette pratique existe au moins depuis les premières années Mitterrand. Beaucoup se sont interrogés sur cette transgression, certains artistes défendant l'idée que l'art ne saurait avoir de limites.
Irina Ionesco, célèbre artiste controversée et mère d'Eva Ionesco a photographié sa fille dès l'âge de quatre ans. La petite Eva devait alors poser nue devant l'objectif pour lui faire plaisir. Au moment d'opter pour des choix de mise en scène, la réalisatrice ne pouvait pas mettre en scène ces faits d'une grande violence morale. Elle a donc cherché à créer une certaine distance afin de construire une véritable narration.
Eva Ionesco n'a pas voulu psychologiser les rapports mère-fille dans My Little Princess. Son souci premier n'était pas de proposer la réalité des faits avec réalisme, mais d'assumer le côté fictionnel de l’œuvre. De la même façon, la cinéaste ne voulait pas que le spectateur puisse porter un jugement moral trop hâtif sur les personnages du film.
La plus grande difficulté qu'a éprouvé Eva Ionesco au moment de réaliser My Little Princess a été de filmer la photographie tout en restant en dehors de la photographie. Il s'agit du sujet de base du film, et, comme l'explique la cinéaste, "peu à peu est né le désir d'une sorte de dispositif visuel, sensoriel, interne, qui s'est mis en marche et avec lequel le film devait se construire."
Pour la narration de My Little Princess, Eva Ionesco a utilisé une dimension féérique en empruntant au conte traditionnel ses deux versants, celui de l'onirique et celui du cauchemar.
Eva Ionesco souhaitait depuis longtemps travailler avec Isabelle Huppert, seule actrice à ses yeux qui dégage un véritable érotisme littéraire : "C'est une icône qui peut se transformer en de multiples femmes, ce qui correspondait parfaitement au personnage d'Hannah : une femme qui vit dans les images."
Pour le rôle principal de My Little Princess, un casting a été organisé sur quatre mois. 500 filles ont été auditionnées. C'est finalement une roumaine du nom d'Anamaria Vartolomei qui a décroché le rôle.
De nombreuses répétitions ont été organisées avec l'actrice Anamaria Vartolomei, âgée seulement de dix ans et demi. Eva Ionesco a insisté pour que les autres comédiens travaillent avec cette jeune interprète dans le cadre de mini-ateliers. Durant cette préparation, une bonne part des exercices étaient placés sous le socle de l'improvisation.
Isabelle Huppert a été coiffée et habillée de façon à ressembler aux modèles en vigueur durant l'âge d'or du cinéma hollywoodien. Bette Davis, célèbre actrice américaine souvent vue dans des rôles de méchante, a servi d'archétype pour le look et l'allure de la comédienne française. Eva Ionesco a souhaité qu'Huppert ait pour accessoire stylistique des plumes, afin de faire ressortir son côté rapace.
Pour maquiller et vêtir Anamaria Vartolomei, la silhouette de Lolita a été utilisée comme modèle canonique.
Eva Ionesco a cherché à mettre en évidence la chevelure des deux personnages principaux de My Little Princess, l'une étant la mère de l'autre. Toutes deux d'une blondeur platine, les deux héroïnes sont ainsi facilement confondues: "On ne sait plus qui est l’adulte de l’enfant. Les rôles s’inversent."
Le grand appartement, principal décor du film, a été truffé de miroirs pour souligner le narcissisme d'Hannah (jouée par Isabelle Huppert). Il devait tour à tour apparaître comme un bordel, une maison miteuse, puis un sanctuaire morbide.
Originaire de Roumanie, Eva Ionesco fait allusion à son pays des Carpates par le biais du personnage de Mamie, qui possède de nombreuses icônes religieuses.
Pour élaborer l'ambiance de My Little Princess, Eva Ionesco s'est inspirée du cinéma de série B, plus spécifiquement des films de vampires, ceux de Mario Bava et du Body Double de Brian De Palma. Elle a aussi puisé ses références dans les films fantastiques muets.
Bertrand Burgalat, arrangeur musical pour de nombreux chanteurs (parmi lesquels Christophe Willem, Philippe Katerine, Supergrass ou Marc Lavoine), a composé la musique de My Little Princess. Il a utilisé du rock anglais, des tonalités typiques des années 70 et des partitions plus inquiétantes pour la dernière partie du film.