Mai Masri a voulu réaliser 3 000 nuits après sa rencontre avec une Palestinienne, emprisonnée alors qu'elle attendait un enfant. "J’ai trouvé son histoire profondément humaine et touchante et j‘ai décidé de rencontrer d’autres mères qui ont accouché en prison. Comme je venais moi aussi de devenir mère, leurs histoires ont touché une corde sensible", se souvient-elle.
On retrouve au casting de 3 000 nuits des actrices célèbres en Palestine et en Jordanie, ainsi que des actrices non professionnelles dont c'est le premier film. Presque toutes les comédiennes du film connaissent la prison, parce qu'elles ont été elles-mêmes détenues ou que des membres de leur famille y ont séjourné. "Près de 20% des Palestiniens ont été détenus dans des prisons israéliennes à un moment ou à un autre", rappelle la réalisatrice Mai Masri.
Mai Masri tenait à garder un pied dans la réalité pour son film, tout en élargissant son propos. La réalisatrice a donc mélangé une esthétique brute quasi documentaire avec des éléments plus poétiques. Le tournage s'est déroulé dans une véritable prison militaire désaffectée, dont l'armée jordanienne a autorisé le rafraîchissement pour les besoins du film, et la cinéaste a choisi certains partis pris qu'elle nous explique : "J’ai principalement tourné avec une caméra à l’épaule, façon cinéma vérité. J’ai fait placer l’éclairage très haut au plafond pour que les acteurs soient libres de leurs mouvements et soient aussi naturels que possible. J’ai également utilisé des images documentaires à la fin du film pour lier mon histoire aux événements réels".
Le tournage de 3 000 nuits a duré 34 jours, après trois mois de préparation en amont, à Zarka en Jordanie. La phase de montage a ensuité duré quatre mois. En plus des 18 acteurs, Mai Masri a travaillé avec 70 personnes.
Alors qu'il devait être projeté dans un cinéma d'Argenteuil dans le cadre du Festival Ciné-Palestine, 3 000 nuits a été censuré par la mairie, provoquant une vive polémique. La sociologue et l'ourson avait lui aussi été déprogrammé.
Mai Masri n'avait pas réalisé de film depuis neuf ans ; son dernier long-métrage, 33 jours, date en effet de 2007. 3 000 nuits est son premier film à connaître une sortie française.