Lulu femme nue est le cinquième long métrage cinéma de fiction de la réalisatrice Solveig Anspach. Elle a réalisé son premier long, Haut les coeurs !, en 1999. Anspach a également de nombreux courts métrages à son actif ainsi qu'un documentaire cinéma Made in the USA (2001) et un téléfilm, Louise Michel la rebelle (2010).
Pour Lulu femme nue, Solveig Anspach retrouve la comédienne Karin Viard avec laquelle elle avait tourné son premier long métrage en 1999, Haut les coeurs !, et qui a valu à l'actrice le César de la Meilleure Actrice en 2000.
Lulu femme nue est l'adaptation de la bande-dessinée du même nom d'Etienne Davodeau publiée en 2008 aux éditions Futuropolis et qui a remporté de nombreux prix dans son domaine, dont le Prix Essentiel au Festival de la BD d'Angoulême en 2009. Le deuxième tome de la BD est sorti en 2010 et la sortie du film est l'occasion d'une ressortie intégrale des deux volumes le 9 janvier 2014.
A l'origine de plus d'une trentaine de volumes de bandes-dessinées depuis L'Homme qui n'aimait pas les arbres dans la série Les Amis de Saltiel en 1992, l'auteur angevin Etienne Davodeau n'avait jamais vu l'une de ses oeuvres passer sur grand écran avant Lulu femme nue en 2014.
La réalisatrice Solveig Anspach n'était pas la seule en lice pour mettre en scène l'adaptation de Lulu femme nue. Après avoir passé un entretien avec l'auteur et l'éditeur, elle a ajouté qu'elle avait quelque chose en plus que les autres : elle sait tricoter. On ne sait pas si cela a penché en sa faveur pour Anspach, mais l'année suivante, Etienne Davodeau et son éditeur étaient emmitouflés dans des écharpes de sa confection au Festival de la BD d'Angoulême.
Les comédiens Karin Viard et Bouli Lanners ont déjà collaboré ensemble. Il s'agit de la comédie franco-belge Rien à déclarer (2011) de Dany Boon avec Benoît Poelvoorde. Ils incarnaient respectivement Irène Janus - femme de Jacques Janus interprété par François Damiens - et Bruno Vanuxem.
Dans Lulu femme nue, le comédien Bouli Lanners joue un rôle qu'il n'a pas l'habitude d'interpréter. Selon sa partenaire à l'écran, Karin Viard, il est rare de le voir user de ses charmes. Elle raconte : "C’était donc intéressant de lui confier un rôle dans lequel il devait user de son charme. Et il l’a interprété en amenant ses fragilités et une forme d’innocence. Bouli ne croit pas pouvoir être séduisant... Du coup, il l’est infiniment."
Ayant passé une grande période dans le documentaire, la réalisatrice Solveig Anspach a tendance à laisser ses comédiens se débrouiller tout seuls sans aucune direction sur leur jeu. Elle explique : "Je ne crois pas trop à la direction d’acteur. (...) J’opère de la même manière avec les comédiens en essayant d’instaurer un climat de confiance sur le plateau. Ils peuvent s’abandonner, ils savent qu’ils ne seront pas jugés. Ce que je recherche, c’est la sincérité."