Les Amours Imaginaires est inspiré d'un road trip que Xavier Dolan a réalisé avec deux de ses amis, devenus acteurs principaux de son film : "Le voyage avait été particulièrement riche en péripéties, et de déserts arides en pittoresques obèses, notre huis-clos intensif avait fait germer l’idée d’un projet inspiré de notre triumvirat", raconte-t-il.
Après avoir remporté trois prix à la 41e Quinzaine des Réalisateurs avec son précédent J'ai tué ma mère, lors du Festival de Cannes 2009, Xavier Dolan est sélectionné dans la catégorie Un Certain regard au Festival de Cannes 2010 pour son deuxième film Les Amours imaginaires. Coup de cœur du Festival, ce dernier a reçu le prix "Regards jeunes", en marge de la compétition.
A l'origine, le long métrage Les Amours Imaginaires n'était pas prévu au programme de Xavier Dolan. Son deuxième film devait être tourné en octobre 2009 mais a été annulé, faute d'argent et de temps. "La perspective de ne rien faire pendant un an m’horrifiait, et l’automne montréalais étant fécond en tournages de films, j’étais taraudé par d’incessants panneaux annonçant je-ne-sais-plus-quels plateaux de cinéma", explique le réalisateur.
La frustration de ne pouvoir travailler pendant près d'un an pousse Xavier Dolan à écrire un scénario dans l'urgence. Il commence à rédiger les premières lignes des Amours Imaginaires pendant son voyage en train pour le Festival de Toronto : "Devant le défilé irisé du Lac Ontario, je sortis mon ordinateur et écrivis le scénario des Amours Imaginaires. Je le peaufinai pendant le Festival et sur la route du retour. Revenu à Montréal, j’avais entre les mains mon deuxième long-métrage".
Le tournage des Amours Imaginaires a débuté un an, presque jour pour jour, après le début de celui de J'ai tué ma mère, le premier film de Xavier Dolan : "Extirpés du lit à des heures aurorales, et sous la dictature néronienne du bon gel agreste, nous buvions un café infâme dans une forêt de Lotbinière, et je criais "Action !", au septième ciel, ravi", se souvient-il.
Pendant le tournage, le réalisateur Xavier Dolan avait peur que Les Amours Imaginaires ne soit comparé ou considéré comme une suite à son premier film. Mais "comme par magie, comme si l’inconscient collectif du plateau avait voulu m’éviter l’écueil de la redondance, Les Amours Imaginaires se distingua de lui-même de fil en aiguille, imposant sa voix, son âme et sa couleur propres".
Comme pour son précédent film J'ai tué ma mère, Xavier Dolan occupe plusieurs postes clés : il y est scénariste, producteur, réalisateur et acteur tenant l'un des rôles principaux. Le cinéaste est aussi devenu créateur des costumes pour Les Amours Imaginaires.
Pour mener son film à terme, Xavier Dolan devait réunir une somme de 600 000 dollars, mais commença le tournage des Amours Imaginaires avant d'avoir pu obtenir la totalité de cette somme. C'est avec l'intervention d'investisseurs privés, peu après le début du tournage, qu'il a pu terminer son deuxième long métrage : "Ils nous donnèrent tout, et furent littéralement les héros du film", confie-t-il.
L'acteur Niels Schneider signe avec Les Amours Imaginaires sa deuxième collaboration avec Xavier Dolan. Ils s'étaient donnés la réplique dans le premier film de Dolan, J'ai tué ma mère sorti en 2009.
Louis Garrel, qui fait une apparition à la fin du film, est à l'affiche du troisième long métrage de Xavier Dolan, Lawrence Anyways. Monia Chokri fait également partie de la distribution.