Le film est découpé en deux parties, une partie fiction et une partie documentaire, l'une ayant lieu à New-York et l'autre à Gennevilliers.
Avec Homme au bain, l'actrice Chiara Mastroianni retrouve pour la troisième fois Christophe Honoré après Les Chansons d'amour et Non ma fille, tu n'iras pas danser.
Le réalisateur ayant toujours vu la banlieue parisienne comme une province où Paris est accessible et intouchable à la fois, il a donc profité de l'invitation de Pascal Rambert pour faire un film à Gennevilliers en essayant de combattre ses idées reçues d'une banlieue forcément envieuse des parisiens.
A l'origine, le film de Christophe Honoré devait être un court-métrage.
Christophe Honoré a intitulé son film Homme au bain en référence à une toile éponyme de Gustave Caillebotte.
L'acteur principal François Sagat, qui interprète Emmanuel, est aussi un acteur de films pornographiques gays.
Le film a été présenté au Festival du Film de Locarno en 2010.