La Fille et le fleuve est le second long-métrage d'Aurélia Georges, plus de huit ans après son premier intitulé L'Homme qui marche. Entre temps, la cinéaste s'est attelée à un court-métrage de quinze minutes, Le Fleuve Seine, avec la même équipe (acteurs comme technique) que son nouveau long. Et pour cause puisque ce court racontait une histoire similaire de perte et de recherche paranormale. Co-écrit avec l'écrivaine Sarah Jacquet, l'histoire fut même transposée à la radio pour France Culture, sous le nom de Reviens-moi de la rive.
Pour Aurélia Georges, réalisatrice, La Fille et le fleuve traite de la question du couple et de sa longévité, de la distance entre les deux parties d'une même union. La mort serait alors une manière de parler de l'inconnu chez l'autre par le biais d'une percée vers le fantastique, vers le conte.
La Fille et le fleuve a été financé grâce à l'argent du producteur Emmanuel Barraux, sans aides publiques si ce n'est une petite somme allouée par la ville de Montauban. Afin de conserver une telle liberté tout en respectant une restriction budgétaire stricte, le tournage a été divisé en plusieurs morceaux, ceux-ci ne pouvant entrainer un tournage qu'à partir du moment où le lieu s'avéra disponible.
Aurélia Georges a avoué accorder une importance capitale à la musique mais ne pas être en mesure de la choisir avant l'étape finale du montage. Sur ce film, elle a confié le travail de composition à son vieil ami Vadim Sher. En plus de se baser sur le court-métrage duquel le long-métrage tire son histoire (Le Fleuve Seine, réalisé en 2012), la musique a été composée à l'aide de véritables musiciens qui ont parfois interprété plusieurs instruments, sans le recours à une machine virtuelle.
Ce film a été programmé à l'Acid au Festival de Cannes 2014, sélection dont a été présidente Aurélia Georges de 2008 à 2010.