Dès l’écriture, François Truffaut savait qu’il voulait faire jouer Catherine Deneuve, qu’il avait déjà dirigée dans La Sirène du Mississipi (1968) avec Jean-Paul Belmondo. "En tournant Le Dernier Métro, j'ai voulu satisfaire trois désirs : montrer les coulisses d'un théâtre, évoquer l'ambiance de l'Occupation, donner à Catherine Deneuve un rôle de femme responsable", avait-il alors déclaré.
La majeure partie du film a été tournée au théâtre Saint-Georges de Paris dans le 9ème arrondissement.
Ce film a été récompensé par dix prix lors de la Cérémonie des Césars en 1981, dont meilleur film, meilleur réalisateur, meilleur acteur, meilleur scénario ou encore meilleure actrice. Seul un film réalisera un telle performance: Cyrano de Bergerac réalisé par Jean-Paul Rappeneau. Coïncidence ? Gérard Depardieu tient le rôle principal de ces deux films…