C'est en lisant un article de journal sur "l'homme au piano" - un homme sans identité retrouvé sur une plage du sud-est de l'Angleterre le 7 avril 2005 - que le réalisateur Yossi Aviram a eu l'idée de porter à l'écran cette histoire, remplaçant le talent pour le piano par un don pour les échecs.
Pour brosser les portraits des personnages de La Dune, le réalisateur Yossi Aviram s'est inspiré de la relation d'amour fusionnelle du couple qu'il avait dépeint dans le documentaire "Deux vieux garçons", diffusé en 2010 sur Arte. L'histoire racontait la passion amoureuse entre l'Israélien Reuven et l'Italien Pierluigi dans le Paris des années 50.
Mathieu Amalric retrouve Niels Arestrup, sept ans après Le Scaphandre et le papillon où le premier jouait Jean-Dominique Bauby, un rédacteur en chef du magazine Elle touché par le locked-in syndrome (maladie rare qui le paralyse entièrement à l'exception de son œil gauche) et le second un ancien otage retenu quatre ans à Beyrouth après que Jean-Dominique lui ait cédé sa place dans un avion détourné. La Dune est également l'occasion pour Niels Arestrup de tourner pour la troisième fois aux côtés de Guy Marchand, après La Rumba (1986) et Charlie Dingo (1987).
Le réalisateur, Yossi Aviram, a longtemps hésité avant de choisir Lior Ashkenazi, la star israélienne, de peur que son image de personnage viril et solide en prenne un coup. Mais l’enthousiasme de l’acteur à la lecture du scénario a convaincu Yossi.
Yossi a été impressionné par l’interprétation de Niels dans le film carcéral culte Un Prophète (2009), qui eut beaucoup de succès en Israël. C'est la raison pour laquelle il a choisi l'acteur pour La Dune : "Je cherchais quelqu’un qui serait certes fermé mais en même temps plein de douceur, ce qui n’est pas évident à déceler chez Niels étant donné les rôles qu’il interprète en général. Mais très vite, j’ai reconnu l’originalité de ce choix et mon admiration pour cet acteur m’a décidé. Niels a beaucoup aimé le scénario et nous nous sommes rencontrés. Une quinzaine de minutes dans un café ont suffi. J’ai compris pendant le tournage que la rapidité de cette décision était due à la profonde indépendance de Niels. Il y a quelque chose chez lui qui ne triche jamais."
Le metteur en scène s’est beaucoup inspiré de François Truffaut, dont il a tiré l’enseignement pour la mise en scène de son film. D’une part dans le traitement du son, où sont mis en avant les silences (comme dans Fahrenheit 451). D’autre part dans le mélange de tonalités (comme dans Tirez sur le pianiste), car comme il le souligne : "La trame policière sert d’argument pour observer au plus près ce qui agite les personnages".
Yossi Aviram évoque ses nouveaux projets : "Je viens de terminer un documentaire sur les soeurs Polgar - les meilleures joueuses féminines d’échecs de tous les temps ! Trois soeurs hongroises qui, contraintes de jouer par leur père, lui-même un obsédé du jeu, devinrent des génies des échecs à l’époque du communisme. Et j’ai deux nouveaux projets de fiction, dont l’un coécrit avec Valéria Bruni Tedeschi. En quelque sorte, ce sera le pendant de La Dune, puisque des personnages français vivront une histoire dans le désert en Israël."