Cœurs brûlés marque le premier film hollywoodien de la comédienne allemande Marlene Dietrich et sa seconde collaboration avec Josef von Sternberg après L'Ange bleu. Le célèbre metteur en scène la fera tourner par la suite toujours dans les années 1930 dans Agent X 27, Shanghaï Express, Blonde Vénus, L'Impératrice rouge et La Femme et le Pantin.
Comme Marlene Dietrich ne parlait pas beaucoup anglais au moment du tournage du film, elle a appris son texte phonétiquement.
Deux éléments du film ont contribué à le rendre celèbre : il s'agit d'une part du baiser sur la bouche que donne Marlene Dietrich à une spectatrice dans une scène et d'autre part le fait que la comédienne soit vêtue d'un constume pour homme.