Disparue en hiver a été présenté en compétition à la dixième édition du Festival du Film de la Réunion en 2014.
Avant Disparue en hiver, Christophe Lamotte, Francis Renaud et Géraldine Pailhas avaient déjà travaillé ensemble sur le tournage du téléfilm Une nouvelle vie pour France 3, en 2011. De plus, Francis Renaud avait aussi participé au téléfilm Dérives en 2000. Pour finir, le cinéaste a offert en 2008 le rôle principal de son long-métrage Nord Paradis à Aurélia Petit, qui est actrice dans son dernier film.
Au départ, Christophe Lamotte n'avait pas pensé à Kad Merad pour le rôle de Daniel, car il trouvait qu'il n'avait pas le physique adapté. Finalement, en le rencontrant la première fois, sa carrure lui sembla plutôt convaincante. Cependant, afin d'accentuer cet aspect massif, Kad a dû porter tout au long du tournage une parka permettant de lui élargir les épaules.
Le personnage de Daniel, interprété par Kad Merad, est inspiré du père du réalisateur Christophe Lamotte. En effet, le métier de recouvreur de dettes exercé par le personnage du film était celui du père du cinéaste. C'est pourquoi Kad Merad a souhaité le rencontrer pour affiner son rôle et comprendre à quel point ce métier peut être difficile. Christophe Lamotte ajoute à propos de son père : "À cinquante ans, il s’est retrouvé au chômage, comme des milliers de gens à son époque et c’est le seul travail qu’il a trouvé. Lui qui n’avait déjà pas beaucoup d’argent, sa tâche consistait à aller en chercher chez des gens qui en avaient encore moins que lui...". De plus, la jeune fille de 18 ans qui disparaît dans le film fait écho à une disparition liée au passé du metteur en scène.
Même si le film de Christophe Lamotte est une fiction, certaines scènes ont été tournées comme un documentaire. Notamment celle du parking, présentant de vrais échangistes et non des comédiens.
Le poème qui apparaît dans le cahier de Laura, jouée par Lola Creton à l'hôpital, a été découvert par le réalisateur Christophe Lamotte, à Venise, au Guggenheim Museum, sur une pierre tombale. Il s'agit d'un poème de Jenny Holzer, qui est une artiste conceptuelle américaine.
Pour comprendre la trajectoire de Laura (Lola Creton) qui est la "disparue" du film, le réalisateur a décidé de ponctuer le récit par le biais de cassettes audio. Cette manière de procéder fait écho à l'expérience personnelle du réalisateur qui, ayant vécu la même disparition dans son passé, voulait retranscrire ses impressions. Les cassettes audio sont comme des bribes d'informations, des traces menant peut-être à la jeune fille et à la résolution de l'énigme.
Le réalisateur Christophe Lamotte indique que le titre Disparue en hiver renvoie aux deux personnages principaux, Daniel (Kad Merad) et Laura (Lola Creton). Pour le premier, le cinéaste explique que son coeur s'est refroidi, qu'il a gelé. Le personnage a mis sa vie sentimentale, sociale et professionnelle entre parenthèses, pour n'être plus que l'ombre de lui-même. Sa personnalité a disparu. Par ailleurs, le personnage de Laura a un lien direct avec le titre du film car celle-ci disparaît littéralement et Daniel part à sa recherche.
Disparue en hiver a été tourné essentiellement en décors naturels, entre le Luxembourg à Heinstert dans la commune d'Attert, la Belgique et la France à Hettange-Grande (dans le département de la Moselle en Lorraine).