Thomas Bardinet raconte que l'idée du projet lui est venue alors qu'il écoutait les chansons de Nino Ferrer. Il s'est alors imaginé une période de l'adolescence du chanteur... Une fiction donc, mais fortement inspirée des musiques de l'artiste.
A la fois réalisateur, scénariste, producteur, monteur, directeur photo, compositeur et ingénieur du son, Thomas Bardinet est de tous les postes du film. Et pour cause ! Il a tourné sans aucune équipe technique ! Après avoir réalisé son précédent film (le documentaire La Petite mêlée) quasiment seul, ce "touche-à-tout" a eu envie de retenter l'expérience d'un tournage de ce type sur une fiction.
Pour éviter de se lasser du projet, le cinéaste Thomas Bardinet a volontairement accéléré toutes les étapes de création du film. En l'espace de 6 mois, il a écrit le scénario, fait des repérages et auditionné les acteurs.
Sans véritable budget, le réalisateur a dû se faire aider par de nombreux amis pour mettre en place le projet. De nombreuses connaissances ont signé un contrat d'association à la production, permettant ainsi l'existence de Nino une adolescence imaginaire de Nino Ferrer. Compte tenu de l'absence d'une équipe technique, Thomas Bardinet revient sur les difficultés liées à ce type de tournage : "Le jour du tournage de la seule scène de dialogue entre les deux jeunes filles, il y avait beaucoup de vent et il était impossible d’enregistrer le son direct correctement. Je n’avais pas de micro HF (micro sans fil ndlr), j’ai donc réenregistré leur dialogue cinq minutes après la prise dans un endroit protégé du vent. Les deux comédiennes avaient encore en tête le rythme et l’émotion préservés de la scène."
C'était à l'origine Léo Bardinet, le fils du réalisateur déjà aperçu dans son film Les Petits poucets, qui devait incarner Nino Ferrer pour le film, notamment à cause de sa ressemblance avec le chanteur. Mais peu de temps avant le tournage, il expliqua à son père qu'il ne se sentait pas capable d'endosser ce rôle, et Thomas Bardinet dut se mettre à la recherche d'un remplaçant, qu'il trouva en la personne de David Prat.
Les chansons du film sont chantées par Nino Ferrer lui-même, alors que c'est le jeune David Prat qui l'incarne. Le réalisateur explique ce choix par une volonté de toucher le spectateur, par le biais de cette voix adulte portée par un corps d'adolescent.
Thomas Bardinet admet que, comme pour Nino une adolescence imaginaire de Nino Ferrer, beaucoup de ses films ont été inspirés par des chanteurs. Il cite notamment Dick Annegarn, véritable pilier narratif de son premier film Le Cri de Tarzan, ou Michel Polnareff, à qui il pique un titre de chanson pour son deuxième long-métrage Les Ames câlines.
Le cinéaste Thomas Bardinet avoue quelques références pour son film, notamment Jean Eustache et ses Petites amoureuses, ou Eric Rohmer pour sa manière d'éviter le naturalisme tout en restant très proche de la véracité des sentiments et de la personnalité des personnages. Il rapproche également Nino de Vers sa destinée, film sur le jeune Abraham Lincoln réalisé John Ford, pour cette structure s'éloignant du biopic classique.
Lou de Laâge, Sarah Coulaud, David Prat et Benoît Gruel, les quatre acteurs principaux du film, viennent de la même troupe de théâtre, "Les Piccolos", issue du village de Montendre, en Charente Maritime. Le réalisateur a fait leur connaissance alors qu'ils avaient formé une petite troupe. Il est allé assister à plusieurs répétitions de la pièce qu'ils jouaient, "Arlequin" de Carlo Goldoni, et a commencé à les filmer. Ces nombreuses heures de captation lui ont permis de bien les connaitre pour le tournage de Nino.