Le rôle d'Elle fut immédiatement proposé à Isabelle Adjani dès la fin de l'écriture du scénario, en 1979. Mais celle-ci déclina la proposition, jugeant le personnage trop sauvage. L'actrice changea finalement d'avis en 1982, provoquant ainsi le retard du tournage de Mortelle randonnée sur lequel elle s'était déjà engagée.
L'Eté meurtrier marque le grand retour de Jean Becker derrière la caméra, seize ans après Tendre voyou. Pendant son long silence, Jean Becker avait entre temps signé quelques films publicitaires.
Le récit du livre de Sébastien Japrisot est inspiré d'un fait divers authentique, d'après lequel l'auteur ébaucha un court scénario avant que le réalisateur Jean Becker arrive à le persuader d'en tirer un roman, qui remporta le prix Deux-Magots en 1978.
Suzanne Flon jouait pour la première fois sous la direction de Jean Becker à l'occasion du tournage de L'Eté meurtrier. Elle a ensuite retrouvé le réalisateur sur les plateaux de Les Enfants du marais en 1999, suivi d'Un crime au paradis en 2000 et d'Effroyables jardins en 2003.
Nommé à neuf reprises, L'Eté meurtrier remporte quatre Césars en 1984 : Meilleure adptation, Meilleur montage, Meilleur second rôle féminin pour Suzanne Flon et Meilleure actrice pour Isabelle Adjani. En outre, le film de Jean Becker fit partie de la sélection officielle du festival de Cannes en 1983, mais il n'a rien remporté.
Le chef opérateur de L'Eté meurtrier n'est autre qu'Etienne Becker, le frère du réalisateur Jean Becker. Les deux frères se retrouveront quelques années plus tard sur le tournage d'Elisa, en 1995.
Amis de longue date, l'écrivain Sébastien Japrisot et Jean Becker avaient depuis longtemps l'envie commune de travailler ensemble. Outre L'Eté meurtrier, les deux hommes ont à nouveau collaboré pour Les Enfants du marais (1999) et Un crime au paradis (2000), remake de La Poison de Sacha Guitry. L'auteur verra également un autre de ses romans sur grand écran, le cinéaste Jean-Pierre Jeunet ayant décidé d'adapter au cinéma Un long dimanche de fiançailles.
Alors qu'Isabelle Adjani avait un temps refusé d'interpréter Elle, le romancier Sébastien Japrisot a un temps pensé proposer le rôle à Valérie Kaprisky.
Les quelques scènes de nudité du personnage d'Elle dans L'Eté meurtrier ont un temps pesé sur la décision d'Isabelle Adjani de jouer ou non dans le film. Celle-ci avait en effet refusé quelques temps auparavant de tourner pour Luis Buñuel dans Cet obscur objet du desir pour des raisons similaires.
Ce film est présenté au cinéma de la plage au Festival de Cannes 2023.