Rio, eu te amo décline en plusieurs courts-métrages ce qui fait de la ville brésilienne un endroit à part. Le film est le troisième volet de la série, après Paris, je t'aime (2006) et New York, I love you (2010), à crier son amour pour une mégapole internationale. Et pas le dernier ! Shanghai, I love you et Jerusalem, I love you sont également en production.
L'expert de l'animation Carlos Saldanha, réalisateur des trois premiers films de L'Âge de glace, les deux Rio, ou encore Robots, a tourné pour la première fois en "live action" pour Rio, eu te amo.
Pour son court-métrage "Quando não há Mais Amor" ("Quand il n'y a plus d'amour"), John Turturro s'est inspiré d'une chanson de Vanessa Paradis, à qui il donne la réplique. Les scènes de l'actrice Camila Pitanga, qui jouait avec eux, ont quant à elles été coupées. Paradis a également joué dans Apprenti Gigolo, le dernier film de Turturro sorti en 2013.
Dans "Acho que Estou Apaixonado" ("Je crois que je suis amoureux"), le réalisateur Stephan Elliott raconte la véritable histoire de sa rencontre avec son mari Wil Bevolley, qu'il a rencontré à la fin des années 1980.