Adapté d'une pièce de théâtre de Peter Handke, Les Beaux Jours d'Aranjuez est tourné dans un lieu unique, comme une sorte de huis clos en extérieur : il s'agit de la maison de l'ancienne star du cinéma muet Sarah Bernhardt, qui a elle-même conçu le jardin dans lequel se situe l'action principale du film. Il s'agit du premier film de Wim Wenders tourné en français, langue dans laquelle est également écrite la pièce originale. Wim Wenders avait pensé à l'adapter au théâtre, avant de se raviser.
Les Beaux Jours d'Aranjuez a été tourné en une dizaine de jours seulement. Les répétitions se sont quant à elles étalées sur plusieurs semaines, et ont même débordé sur le tournage.
Selon Wim Wenders, Les Beaux Jours d'Aranjuez est son premier film en près de cinquante ans de carrière qui soit parfaitement fidèle à ce qu'il avait imaginé. "C’est mon premier film pour lequel mes désirs sont devenus réalités", déclare le cinéaste. "Cette fois, je n’ai pas eu à confronter l’envie ou le désir d’un film, son existence comme pure imagination, au film qui en est né."
Comme Pina et Every Thing Will Be Fine, Wim Wenders a choisi de tourner Les Beaux Jours d'Aranjuez en 3D selon le procédé de « Natural Depth », inventé par Alain Derobe, qui recrée au moyen de deux caméras ce que voient les deux yeux humains. "Après quelques minutes chacun oublie qu’il n’a jamais vu un film autrement", assure le réalisateur dans sa note d'intention. Peter Handke préfère toutefois la version en 2D, s'avouant irrité par la 3D.
Nick Cave est comme une apparition dans Les Beaux Jours d'Aranjuez, introduit par une chanson au jukebox qui finit par exister dans la réalité. Wim Wenders a eu une révélation en assistant au concert du chanteur au Grand Rex à Paris, quelques semaines à peine avant le début du tournage : "À la fin, Nick a joué quelques chansons en solo, et j’ai été particulièrement impressionné par une chanson d’amour, «Into My Arms», que je connaissais bien, mais qui m’a réellement émue en étant interprétée par Nick seul au piano", se souvient-il. L'équipe n'était même pas prévenue et a été particulièrement surprise en découvrant Nick Cave descendre de voiture deux jours avant la fin du tournage, leur offrant un concert privé une fois la scène tournée.