Rémi Chayé est le réalisateur de Tout en haut du monde, mais il n'en est pas l'exact initiateur. Etudiant à l'école d'animation La Poudrière, il rencontra Claire Paoletti, détentrice d'une idée : une jeune fille de l'aristocratie russe partant à la recherche de son grand-père bloqué sur la banquise. Passionné par le 19ème siècle et ses plus illustres artistes (Jules Verne, Gustave Doré, Répine...), il échangea avec celle qui allait devenir la co-scénariste du film durant de longs mois, l'un proposant ses images lorsque l'autre soumettait ses textes.
Si Claire Paoletti a eu en effet l’idée du film, la scénariste Patricia Valeix a tout co-écrit dès le départ avec elle. Et le dialoguiste/adaptateur Fabrice De Costil a réécrit tout le scénario dans un sens différent en gardant bien sûr le fil rouge principal (nouveaux enjeux, nouveaux dialogues et nouveaux personnages secondaires : Olga, Lind, Larson ; toutes les scènes ont été changées).
Dès 2008, Rémi Chayé et Claire Paoletti partirent à la recherche de financements. Quatre ans et près de 50 dossiers de présentation plus tard, un pilote de trois minutes a convaincu France 3 Cinéma et Canal+. En 2013, une société danoise a rejoint les investisseurs et la production commença. Celle-ci fut localisée uniquement en France et se composa d'une parfaite parité entre hommes et femmes, sur la demande du réalisateur.
Rémi Chayé s'inspira en premier lieu, pour l'esthétique, de Brendan et le secret de Kells, sur lequel il officia en qualité d'assistant-réalisateur. Puis, dans un souci de simplification, il enleva le trait des contours des personnages, ne gardant que les aplats de couleurs. Afin de faciliter la cohésion générale, des duos furent construits, se composant d'un animateur (en charge du dessin) et d'un dessinateur d'animation (en charge du produit final, réinterprétant le travail de l'animateur).
A l'origine du projet, Rémi Chayé fut inspiré par le journal de bord d'Ernest Shakleton. Ce navigateur survécut 22 mois emprisonné au milieu des glaces, dans des conditions extrêmes. Son navire servit en premier lieu d'inspiration pour le Norge au centre du film. C'est un animateur et marin à mi-temps, Sébastien Godard, qui imagina au final le vaisseau. Celui-ci a été conçu en 3D, une technologie qui permet de limiter les détails mais de rendre plus crédible les mouvements.
Avant que Sacha parte à la recherche de son grand-père, elle participe à un grand bal royal en compagnie de l'aristocratie russe. Pour cette séquence, l'équipe s'inspira grandement du Guépard de Luchino Visconti, autant sur les décors que la mise en scène.
En partant avec un budget réduit vu l'ampleur du projet (6 millions d'euros), Rémi Chayé et son équipe n'eurent d'autres choix que de concevoir, avant même le début de la production, des story-boards élaborés et montés. Au fil des assemblages, le scénario évolua avant de trouver sa forme finale. Autre économie, celle qui consista à portraiturer un maximum d'émotions en un minimum de dessins, donnant au film un mouvement moins fluide mais plus personnel.
Bien que les références de l'équipe furent puisées dans l'imaginaire picturale du 19ème siècle (et même des années 40 pour les couleurs saturées, proche "des affiches de compagnies ferroviaires américaines" selon Rémi Chayé), Tout en haut du monde est un film d'animation réalisé uniquement par ordinateur, sans présence du papier, à l'aide de logiciels comme Photoshop.
Dévoilé au Festival du film d'animation d'Annecy, Tout en haut du monde a recçu le Prix du Public. Il a également reçu le Grand Prix du Meilleur Film d'Animation au ReAnimania 2015 en Arménie ainsi qu'une mention particulière du jury pour la bande-son au Festival International des Voix du Cinéma d'Animation de Port Leucate en 2015.