En mettant en scène le portrait d'un jeune homme glissant vers le terrorisme, le réalisateur Philippe Faucon avait en tête le parcours de Zacarias Moussaoui, parfois surnommé le 20ème pirate de l'air des attentats du 11 septembre. Avant de s'engager dans la voie du djihad et d'être condamné à la perpétuité suite à son arrestation peu de temps avant les attaques de 2001, Zacarias Moussaoui était un étudiant français né à Saint-Jean-de-Luz.
Lors de l'écriture du scénario, Philippe Faucon s'est assuré de trouver le ton juste pour ses personnages, et de ne pas tomber dans la caricature. Il revient sur sa démarche : "J’ai fait beaucoup de rencontres avec des jeunes qui tous avaient été confrontés à des difficultés du même ordre que celles que connaît Ali dans le film ; dont quelques uns avaient été tentés par des engagements du même type, en étaient revenus, etc ; et aussi avec des profs, des éducateurs, des policiers, des intervenants pénitentiaires. Tout cela dans l’intention de parvenir à faire exister de vrais personnages complexes et denses."
Avec La Désintégration, Philippe Faucon tente, en évitant les clichés et le sensationnalisme, de trouver les raisons qui poussent un jeune des cités à basculer vers le terrorisme. Le réalisateur donne une explication sociale à ce glissement : "Dans mon film, la dérive radicale et violente a aussi un sens métaphorique : elle est le symptôme révélateur d’un état de société miné. Ali a le sentiment que la fermeture sociale qu’il subit malgré son investissement est la suite directe de l’exclusion vécue avant lui par ses parents. Le terrain est préparé pour que soient récupérés par le personnage de Djamel la frustration, le désespoir, la colère, le morcellement identitaire."
Pour filmer l'attentat fictif à l’entrée du siège de l’O.T.A.N., à Bruxelles, le réalisateur ne pensait pas recevoir d'autorisation, et s'était même préparé à filmer en "caméra dissimulée". Philippe Faucon raconte cette anecdote, à l'issue inespérée : "Nous avions même pensé tourner cette séquence le dernier jour, au cas où nous aurions tous été arrêtés et où la caméra aurait été saisie ! Comme le tournage de la séquence nécessitait quand même plusieurs passages, nous avons finalement décidé de demander une autorisation, sans beaucoup y croire, car nous pensions qu’une telle requête mettrait des mois à obtenir une réponse, si il fallait qu’elle remonte jusqu’au Pentagone ou à Obama ! Nous avons finalement obtenu in extremis l’autorisation de tourner des prises de vues de l’entrée du site depuis notre voiture, grâce aux connexions secrètes de l’un de nos co-producteurs belges !"
La Désintégration signe les débuts au cinéma de Rashid Debbouze. Humoriste comme son frère Jamel Debbouze, il se produit lui aussi sur scène dans des spectacles qui mêlent stand up et one man show. C'est au cours d'une de ses représentations que Philippe Faucon l'a découvert pour la première fois.
Le journaliste Mohamed Sifaoui, célèbre pour ses enquêtes sur le milieu islamiste, a participé à l'écriture du scénario, en tant que consultant. Le réalisateur Philippe Faucon a discuté avec lui plusieurs jours, se nourrissant de son expertise sur le sujet.
Avec son thème d'actualité brûlant (le terrorisme), La Désintégration avait de quoi rebuter certains producteurs. Le réalisateur décrit les réactions de ces derniers lorsque son projet était présenté : "Le sujet du film est à l’évidence un sujet qui a fait peur. Apparemment, ce projet a suscité des polémiques dans toutes les commissions où il a été proposé. (...) On a plusieurs fois eu des réponses du type : "Le scénario est formidable, mais, très clairement, on n’ira pas, à cause du sujet.""
Lors de l'annonce du projet, le film La Désintégration avait pour titre Kamikaze.
La Désintégration a été projeté hors compétition lors de l'édition 2011 de la Mostra de Venise.