Ce n'est pas seulement son amour du tango qui a poussé Frédéric Fonteyne à réaliser ce film : "(...) le tango et le cinéma ont pour moi un point commun. Tous deux dévoilent des choses sur les corps qu’on n’aurait pas vues sans eux. Le tango révèle la maladresse tragi-comique des personnages, la beauté de cette maladresse. Il véhicule aussi des thèmes comme la passion, la trahison, l’homosexualité latente, le combat pour une femme", explique le cinéaste.
Plutôt que sur la prison dans sa globalité, le cinéaste s'est focalisé sur un endroit bien précis : "Plus qu’un film de prison, il s’agit d’un film de parloir (...) les recherches que nous avons faites nous ont confirmé le statut singulier de ces parloirs. La puissance émotionnelle qu’ils dégagent. Le détenu attend toute la semaine pour avoir son parloir, il repense à ce qui a été dit au précédent, ou à ce qu’il va dire au suivant", explique le cinéaste.
François Damiens a été attiré par ce rôle différent de ceux qu'il avait pu jouer auparavant, même s'il a eu quelques frayeurs au départ : "La danse… alors là, c’est évident que ce n’est pas mon truc !", témoigne le comédien, qui s'est entrainé durant plusieurs semaines avec un danseur professionnel, qui apparait d'ailleurs dans le film.
Tango libre a été tourné dans une vraie prison, en Pologne.
Tango libre signe la seconde collaboration entre Frédéric Fonteyne et l'acteur Sergi López, quelques années après Une liaison pornographique (1999).
Tango libre a été présenté au Festival de Venise 2012, d'où il est reparti avec le Prix spécial du Jury.
Anne Paulicevich, femme du cinéaste, a signé le scénario de Tango libre et interprété l'un des personnages.
Frédéric Fonteyne a mis longtemps avant de réaliser un nouveau film puisque son précédent, La Femme de Gilles, date de 2004.