Cela faisait plusieurs années que Gilles Legrand voulait faire un film qui se déroule intégralement dans l'univers du vin et de la culture de la vigne dans les domaines viticoles français. En effet, ce domaine, qui constitue l'une des premières richesses du pays, n'a jamais été réellement traité au cinéma.
De l'aveu de Gilles Legrand, le projet du film est aussi né de sa fascination pour Into the Wild (2007), le film oscarisé de Sean Penn, et plus particulièrement pour la séquence où le héros rencontre un vieil homme qui lui propose de l'adopter et de l'aimer comme son propre fils. Legrand souhaitait creuser davantage cette idée suggérée dans cette scène.
Lorsqu'on lui demande ce qui lui tient le plus à cœur dans l'univers des vinicultures, Gilles Legrand ne manque pas d'arguments. En effet, le cinéaste affirme "aimer le vin, la diversité des cépages, des terroirs, des arômes, de même que la vigne, noueuse et généreuse, l’ordonnancement et la contrainte qu’on impose à cette plante, la géométrie et l’architecture des vignobles qui offrent des perspectives magnifiques, mais aussi les cuveries comme des laiteries, les chais à barriques sous les voûtes cisterciennes et surtout les caves, les alignements de tonneaux et de bouteilles, le silence sous terre, les odeurs, les matières, les couleurs, les lumières…" Parole d'expert, pourrait-on dire !
Afin de mieux connaître ce milieu qu'est la culture viticole, Gilles Legrand s'est attaché les services d'une journaliste spécialisée en œnologie. Tous deux ont notamment visité des vignobles en Bourgogne et en Gironde. Il s'est aperçu que les grands viticulteurs sont toujours soucieux de transmettre leur savoir et leur patrimoine à leurs héritiers.
Si Gilles Legrand a fait appel à Delphine de Vigan pour co-écrire le scénario, c'est bien parce qu'il n'aime pas écrire isolément. Pour le cinéaste, l'échange et la confrontation des idées est essentielle. A noter que De Vigan n'avait encore jamais écrit de scénario pour le cinéma mais a publié plus de cinq romans.
Gilles Legrand ne voulait pas que le récit de Tu seras mon fils bascule dans le manichéisme primaire. De ce fait, il a imaginé ses personnages comme des méchants que l'on aime haïr ou comme des gentils qui finissent par agacer, sans qu'ils ne soient jamais figés. Le cinéaste précise que le spectateur peut tout aussi bien se ranger du côté du père cruel et méprisant que derrière le fils malmené et méprisé.
Tu seras mon fils devait être réalisé en Bourgogne, où les propriétaires de vignobles s'impliquent davantage dans la culture de leurs vins. Mais Gilles Legrand n'a pas trouvé de décor approprié pour le tournage du film. C'est finalement à Saint Emilion, en Gironde, qu'il a trouvé les lieux adéquats. Au passage, Legrand précise que la viticulture en région bordelaise est omniprésente et omnipotente... Ce qui l'a incité à réaliser son film aux abords de Bordeaux.
Yves Angelo, le directeur de la photographie, a utilisé une image cinémascope sur support argentique. Un soin tout particulier a été attaché à l'étalonnage de l'ensemble des séquences. L'objectif visé était d'accentuer les contrastes et de désaturer les couleurs, de façon à proposer une image en résonance avec les décors de vignobles.
Avec Tu seras mon fils, Patrick Chesnais retrouve Gilles Legrand. Les deux hommes avait déjà tourné ensemble La Jeune fille et les loups (2007).
Pour jouer le rôle du fils providentiel, Gilles Legrand avait pensé à Jocelyn Quivrin. Mais l'acteur est décédé quelque temps avant le début du tournage. Il a fallu trouver quelqu'un qui puisse passer pour son équivalent. C'est Nicolas Bridet, inconnu jusqu'alors, qui a été finalement retenu au casting.
Le compositeur Armand Amar avait déjà travaillé avec Gilles Legrand sur La Jeune fille et les loups (2007). Il a aussi écrit des musiques de film pour plusieurs réalisateurs, dont Costa-Gavras (Amen, 2001; Le Couperet, 2004; Eden à l'Ouest, 2008), Radu Mihaileanu (Va, vis et deviens, 2004; Le Concert, 2008; La Source des femmes, 2011), Rachid Bouchareb (Indigènes, 2007; Hors-la-loi, 2010) ou encore Yann Arthus-Bertrand (Home, 2007).