Après avoir produit le film Afterschool, Sean Durkin cherchait à réaliser un projet personnel. Il raconte : "J’ai toujours été fasciné par les sectes et je voulais faire un film moderne, réaliste, et centré sur les personnages. Je trouvais que toutes les sectes montrées au cinéma étaient trop extravagantes, menaçantes et caricaturales. J’ai donc fait des recherches et j’ai essayé de trouver une histoire à raconter avec un petit budget. Au cours de mes lectures, un passage m’a sauté aux yeux. L’histoire était celle d’une fille qui a quitté une communauté devenue violente. Elle s’est échappée et le chef de la secte l’a retrouvée, mais au lieu de la menacer, il lui a donné de l’argent et lui a souhaité bonne chance", se souvient-il, en poursuivant : "C’était une façon très tordue et complexe de laisser partir quelqu’un. Je me suis alors demandé comment elle avait vécu les trois semaines suivantes, et comment une personne qui a fait partie d’une secte peut reprendre une vie normale". Quelques mois plus tard, la mise en place du projet Martha Marcy May Marlene débutait.
Le titre Martha Marcy May Marlene renvoie à deux chansons de Jackson C. Frank : la première, Marcy's song, est interprétée dans le film par le personnage de John Hawkes, tandis que la seconde, Marlene, est chantée par Jackson C. Frank en personne vers la fin du générique.
Avec Martha Marcy May Marlene, le cinéaste Sean Durkin retrouve l'acteur Brady Corbet qu'il avait déjà dirigé dans le court métrage Mary Last Seen en 2010.
Sœur des très médiatiques jumelles Olsen, Elizabeth ajoute cette année, à Martha Marcy May Marlene, le remake américain du film d'horreur La Casa Muda, Silent House, dans lequel elle tient également le rôle principal. A noter que c'est au bout de la deuxième audition qu'elle a fini par être sélectionnée par le réalisateur Sean Durkin, qui recherchait alors une actrice inconnue pour le premier rôle de son film.
C'est le premier long métrage de l'américain Sean Durkin, qui avait déjà présenté un court métrage à Sundance en 2010, Mary Last Seen, lui ayant valu le Prix SFR à la Quinzaine des réalisateurs à Cannes la même année.
Avant de débuter le tournage, le metteur en scène Sean Durkin a souhaité faire découvrir un certain nombre de films à ses acteurs. Deux films de Robert Altman leur ont ainsi été présentés, parmi lesquels Trois femmes et Images, où une femme schizophrène assassine son mari. Cette démarche a notamment permis à l'actrice principale Elizabeth Olsen de mieux comprendre l'optique du cinéaste concernant son personnage.
Bien que Martha Marcy May Marlene ne soit pas un film d'horreur à proprement parler, il y a par instant comme une angoisse sourde et effrayante qui s'en dégage. Une inclination qui semble s'expliquer par le goût prononcé du réalisateur Sean Durkin pour le cinéma d'horreur : "Shining et Rosemary's Baby sont mes deux films préférés. Le film de Roman Polanski a été ma principale influence sur ce film, dans sa manière de susciter l’angoisse et la peur sans chercher à vous effrayer. Il existe beaucoup d’autres films sur des femmes paranoïaques ou troublées, mais celui-là est fait avec une précision remarquable. Sur ce modèle, j’ai essayé, malgré la complexité du sujet, de faire un film le plus réfléchi et équilibré possible", confie-t-il.
La bande originale de Martha Marcy May Marlene a été composée par Daniel Bensi et Saunder Jurriaans : il s'agit de deux musiciens de formation classique. Le duo avait déjà travaillé en 2010 pour le film Two Gates of Sleep d'Alistair Banks Griffin et en 2011 pour le long métrage Play, notamment sélectionné au Festival de Cannes 2011 à l'occasion de la Quinzaine des réalisateurs. Les deux musiciens font par ailleurs partie du groupe de rock new-yorkais Priestbird.
A plusieurs égards, Martha Marcy May Marlene rappelle le film Virgin suicides (2000) de Sofia Coppola. Le jeu d'Elizabeth Olsen et son allure innocente font notamment penser à l'interprétation de Kirsten Dunst. On y retrouve par ailleurs l'atmosphère un brin onirique. A noter aussi que les deux affiches, sur lesquelles on perçoit le visage insouciant d'une jeune femme en gros plan, sont sensiblement similaires.
Le metteur en scène Sean Durkin a cherché à utiliser la musique comme un élément à part entière du récit dans Martha Marcy May Marlene. Il raconte : "J'ai voulu accorder une place particulière à la musique dans la ferme. Cela semble naturel, en particulier dans un endroit où il n'y a pas de télévision. J'ai vite compris que la musique allait être un élément capital du film."
Afin de laisser le spectateur dans le doute, le réalisateur Sean Durkin a choisi de ne pas intégrer d'éléments visuels permettant de séparer le passé du présent dans Martha Marcy May Marlene. Ainsi, le spectateur est happé au travers des souvenirs embrumés de Martha (Elizabeth Olsen), et ce sans jamais savoir exactement ce qui adviendra.
Martha Marcy May Marlene a été sélectionné dans la section Un Certain Regard au Festival de Cannes 2011, fait très rare pour un film qui avait déjà été présenté à Sundance en janvier dernier.