Le réalisateur Charles Nemes signe également le scénario du film, qu'il a coécrit avec Jean-Paul Bathany, avec qui il avait déjà collaboré sur la série médico-comique H. Pour le rôle de Jacques, il a également choisi de faire appel à Eric Elmosnino, un acteur à qui il avait donné, il y a vingt-deux ans de ça, son tout premier rôle au cinéma dans Tableau d'honneur. Frédérique Bel, Anne Girouard et Ben avaient quant à eux joué dans son précédent film, Au bistro du coin.
Le tournage de Hotel Normandy s'est nourri des nombreuses propositions faites par les acteurs, suggestions de bon matin, intuitions de dernière seconde, pour garder une certaine fraîcheur. Certaines scènes se sont ainsi étoffées à la dernière minute, juste avant que ne tourne la caméra. A titre d'exemple, l'une des scènes du film montre les personnages d'Héléna Noguerra et Ary Abittan partager une danse. C'est le second qui, en plaisantant, a suggéré à Héléna Noguerra de tomber à la fin de la danse. Une idée qui l'a séduite, qu'elle a fait passer au réalisateur... et qui a été incorporée au film.
Les premières séquences tournées correspondent aux premières scènes du scénario. En effet, Charles Nemes déteste les premières journées de tournage où sont tournées des scènes sans grande importance. Pour lui, il vaut mieux commencer au tout début de l'histoire : une solution comme une autre pour mieux approcher les personnages et plonger tout de suite les acteurs dans le bain.
Le réalisateur a tenu à donner à son film un aspect de conte de fée moderne, et a pour ce fait choisi de tourner en Normandie, et plus particulièrement dans la ville de Deauville : "La Normandie et Deauville accentuent la sensation de parenthèse dans la vie d’Alice, l’hôtel et la ville sont presque des personnages et contribuent naturellement à l’esthétique luxueuse du film. On n’avait aucune difficulté à trouver de la joliesse autour de nous."
La scène de la vente aux enchères a été particulièrement intimidante à tourner pour Héléna Noguerra qui a dû se lancer dans une grande déclaration d'amour publique pour conclure la séquence. Pour calmer les inquiétudes de l'actrice, Charles Nemes lui a proposé de jouer tout d'abord son discours en petit comité.
Charles Nemes a tenu à filmer de manière différente les scènes comiques (généralement entre Héléna Noguerra et Ary Abittan) et les scènes plus romantiques (cette fois-ci avec Eric Elmosnino) : pour les premières, il a privilégié les plans face à la caméra, tandis qu'il a utilisé du champ/contrechamp (qui fait alterner les plans de chacune de deux personnes en train de dialoguer) pour les secondes.
Jean-Claude Petit, grand compositeur français, s'est appuyé pour composer la musique du film sur les codes de la comédie romantique américaine, dans le but d'apporter un second degré rafraichissant à l'histoire.
Les conditions climatiques n'ont pas été toujours favorables au tournage d'Hotel Normandy : lorsque Jacques emmène Alice voir les lumières au bord de la mer, les deux amoureux sont censés contempler le paysage avec romantisme, mais la pluie tombait ce soir-là : les deux acteurs ont alors été contraints de tourner la scène dans la voiture, dos à la mer, et de regarder à la place l'équipe et les projecteurs !