Pour sa nouvelle comédie, Pascal Bonitzer a opté pour un casting de taille en réunissant l'actrice franco-britannique Kristin Scott Thomas avec Jean-Pierre Bacri (César du meilleur acteur dans un second rôle pour sa prestation dans On connaît la chanson d'Alain Resnais en 1997) et Isabelle Carré (César de la meilleure actrice pour Se souvenir des belles choses de Zabou Breitman en 2003).
Après avoir collaboré avec Alexeï Aïgui pour deux autres de ses films, Je pense à vous (2006) et Le Grand alibi (2008), Pascal Bonitzer a retrouvé le compositeur russe pour lui confier la bande originale de Cherchez Hortense.
Producteur d'André Téchiné (Les Témoins, 2006 ; Impardonnables, id.) et de Roman Polanski (Carnage, 2011), Saïd Ben Saïd a également assuré la production du film de Pascal Bonitzer sorti en 2007 : Le Grand alibi. Il le retrouve ici pour produire Cherchez Hortense, qui bénéficie d'un budget de 6,5 millions d'euros.
On voit dès la bande annonce du film une pièce verte avec une moquette au mur et du béton nu, qui n'est autre que l'une des salles de réunion du siège du parti communiste français qui se situe place Colonel Fabien dans le 19ème arrondissement de Paris.
Cherchez Hortense a été sélectionné à la 69ème édition de la Mostra de Venise parmi les longs métrages présentés hors compétition.