Le metteur en scène Jean-Jacques Annaud a eu l'idée de ce film lorsqu'il suivait l'épopée du modeste club régional de l'En Avant de Guingamp en Coupe de France en 1973 (d'où le nom de la petite ville de Trincamp).
L'équipe de football de l'A.J. Auxerre a apporté une aide à la réalisation du film, ainsi que la ville d'Auxerre et ses habitants.
La musique du film a été écrite par Pierre Bachelet, dont le thème sifflé désormais culte.
Coup de tête est le seul film contemporain de Jean-Jacques Annaud. Il est souvent considéré comme son meilleur film.
Les équipes de Trincamp et de l’USTT étaient composées des vrais joueurs de l’AJ Auxerre et du Troyes AC à l'exception de Perrin et Berthierles. Les scènes du match ont quant à elles été tournées à la mi-temps du derby Auxerre-Troyes (0-0).
Guy Roux a été conseiller technique et sportif sur le film.