Pour la première fois, Wes Anderson est convié au Festival de Cannes pour en assurer l'ouverture de la 65e édition, avec la projection de Moonrise Kingdom. Thierry Frémaux, délégué général du festival, a justifié ce choix en expliquant : "Wes Anderson est l'une des forces montantes du cinéma américain auquel il apporte une touche très personnelle, en particulier dans Moonrise Kingdom, qui témoigne à nouveau de la liberté créative dans laquelle il continue d'évoluer. Sensible et indépendant, cet admirateur de Fellini et Renoir est, lui aussi, un cinéaste brillant et inventif."
Après Fantastic Mr. Fox et A bord du Darjeeling Limited, Wes Anderson et Roman Coppola collaborent une troisième fois en se retrouvant pour la co-écriture du scénario de Moonrise Kingdom.
Bill Murray, l'incontournable acteur d'S.O.S. Fantômes retrouve, pour la sixième fois avec Moonrise Kingdom, son metteur en scène fétiche Wes Anderson.
Mis à part certains acteurs qu'il retrouve dans ce film, Wes Anderson s'est entouré d'une équipe qui n'est pas totalement étrangère à son univers. On reconnaît en effet plusieurs noms ayant déjà participé à d'autres films de l'incontournable metteur en scène, comme Andrew Weisblum, le chef monteur, Alexandre Desplat, le compositeur, Adam Stockhausen, le chef décorateur, Robert D. Yeoman, le directeur de la photographie, Mark Roybal, le producteur exécutif, ainsi que ses deux producteurs Jeremy Dawson et Scott Rudin.
Partant d'un choix de casting assez surprenant, Wes Anderson fait appel pour la première fois à Bruce Willis, davantage habitué aux films d'action, pour l'un des rôles principaux.
Trois films ont inspiré Wes Anderson pour réaliser Moonrise Kingdom : L'Argent de poche de François Truffaut, Melody écrit par Alan Parker, ainsi que Black Jack de Ken Loach.
L'affiche de Moonrise Kingdom suit l'exemple de la plupart des affiches des précédents films du réalisateur. Exactement comme pour La Famille Tenenbaum, La Vie aquatique ou A bord du Darjeeling Limited, les personnages du film sont alignés, dans des postures figées, face à l'objectif.
Le titre du film renvoie à la baie vers laquelle s'enfuient les personnages Sam et Suzy. Les deux enfants voulant donner une touche poétique à leur destination, ils décident de changer le nom technique noté sur la carte (Goulet de marée au mile 3.25) par "Moonrise Kingdom".
Le producteur Jeremy Dawson relève une particularité caractéristique du cinéaste Anderson, qui consiste à poser des voix et à rajouter des musiques sur des story-boards préparés en pré-production, dans le but de tester certaines séquences avant le tournage. Le réalisateur a aussi emmené une partie de l'équipe en plein milieu d'une forêt pour un pré-tournage s'étendant sur quelques semaines. Plusieurs plans improvisés durant cette expérience ont été inclus plus tard dans le film.
Moonrise Kingdom a été essentiellement tourné sur l'île Prudence située dans la baie de Narragansett (nord-est des Etats-Unis), un choix idéal pour préparer les intérieurs et les extérieurs reflétant l'architecture de l'époque (c'est une île sur laquelle il n'y a pas d'infrastructures). Les décorateurs ont notamment utilisé l'ancien phare "Conanicut Light" qui se trouve à Jamestown, dans l’État de Rhode Island, pour représenter l'extérieur de la maison des Bishop. Par ailleurs, il y a quelques scènes du film qui ont été tournées à la "Trinity Church", une église chargée d'histoire qui se trouve dans le sud de Manhattan.
L'histoire du film a nécessité la construction de plusieurs canoës en contreplaqué. Afin d'éviter les risques de noyade et d'assurer la concentration des acteurs, de lourdes quilles ont été mises sous les kayaks.
Wes Anderson et le directeur de la photographie Robert D. Yeoman ont exigé, pendant le tournage, des mouvements de caméras qui ont nécessité une reconfiguration inhabituelle des décors. La caravane du capitaine Sharp (Bruce Willis) par exemple, une Spartanette qui date de 1952, a été découpée en deux pour que la caméra puisse y circuler sans contraintes et pour avoir un champ de vision de 360 degrés. Pareillement, la maison des Bishop a été "disséquée" pour la séquence d'ouverture qui demande un déplacement particulier dans toutes les pièces.
En se référant essentiellement à une grande collection de photographies, le réalisateur a accordé énormément d'importance aux détails qui véhiculent l'ambiance des années 60 dans Moonrise Kingdom. D'après le décorateur Kris Moran, le cinéaste passait beaucoup de temps à fouiller chez les antiquaires, et n'hésitait pas à emprunter des objets aux gens qu'il rencontrait.
Pour aider les deux enfants qui interprètent les premiers rôles à s’imprégner de l'ambiance des années 60, Wes Anderson leur a conseillé de voir L'Evadé d'Alcatraz de Don Siegel. Le réalisateur leur a aussi demandé de s'envoyer des lettres comme le font Sam et Suzy, les personnages du film. Sans se poser de questions, les deux acteurs ont commencé par s'envoyer des e-mails mais dès que le réalisateur l'a appris, il leur a expliqué que le but était de communiquer à l'ancienne. Jared Gilman et Kara Hayward se sont alors mis à s'envoyer des lettres et se sont amusés à jouer le jeu de l'époque pour se préparer aux rôles. Les accessoires les ont également beaucoup aidés à voyager dans le temps comme c'est le cas pour Kara, qui découvre pour la première fois la machine à écrire.
Certains costumes comportent des détails qui renvoient à des références chères au réalisateur, comme ceux des animaux de l’arche de Noé dans les scènes du spectacle de l’église. Parmi les références, on peut compter l'adaptation du "Carnaval des Animaux" (un spectacle basé sur une suite musicale de quatorze mouvements dont plusieurs renvoient à des animaux) par Leonard Bernstein et Benjamin Britten.
Le cinéaste a attribué le rôle du narrateur à Bob Balaban, qui s'est laissé pousser la barbe pour se sentir plus proche de son personnage !
Moonrise Kingdom est le premier film de Wes Anderson qui est classé PG-13 aux Etats-Unis à cause de son contenu sexuel et des scènes de tabagisme.