Il s'agit de la troisième adaptation de la bande-dessinée de Caumery et Émile-Joseph-Porphyre Pinchon après le film de Pierre Caron en 1940 et le film d'animation Bécassine, le trésor viking, réalisé par Philippe Vidal en 2001.
Bruno Podalydès a été approché par la coproductrice du film, Clémentine Dabadie : "Je connaissais peu les albums sauf un – "Bécassine nourrice" –, que j’avais chez moi. La couverture, avec Bécassine, très grande, qui prend tout l’espace, et Loulotte, la petite fille, toute fine, qu’elle tient dans ses bras, et à laquelle elle va passionnément s’attacher, a agi sur moi comme un déclic : son regard, à la fois très beau, un peu perdu et un peu coupable, m’a ému. Cela m’a fait penser à "Un coeur simple" de Flaubert."
Bruno Podalydès a choisi non pas d'adapter un volume particulier de la bande-dessinée mais d'extraire parmi la trentaine d'albums qui existent des images, des scénettes et de retenir quelques personnages récurrents comme l’oncle Corentin, la Marquise de Grand-Air, Hilarion et le majordome, tous réunis autour du couple Bécassine-Loulotte qui est le point d'ancrage de l'intrigue.
C'est la comédienne Emeline Bayart qui a été choisie pour incarner Bécassine. Bruno Podalydès avait déjà eu l'occasion de la diriger dans Bancs Publics (Versailles rive droite), Adieu Berthe ou l'enterrement de mémé et sur les planches dans Le Bourgeois gentilhomme. Le réalisateur témoigne : "Je connaissais son potentiel (...). C’est une actrice très expressive, très généreuse. Emeline possède à la fois une forme de candeur et une force terrienne qui me touchent. J’ai immédiatement pensé à elle au moment de me lancer dans l’écriture".
En amont du tournage, la comédienne Emeline Bayart et la costumière Dorothée Guiraud ont décidé de donner une silhouette "rembourrée" à Bécassine. Ainsi, l'actrice portait un faux derrière et une robe très étoffée. Elle a également travaillé sa démarche : "On la voit toujours en action – elle vole parfois – et n’est jamais avachie ; il fallait à la fois lui injecter de l’outrance pour garder le côté BD tout en préservant son authenticité. 'Je la vois le buste en avant avec la démarche chaloupée des gens de la campagne', ai-je proposé à Bruno. 'Vas-y', m’a- t-il répondu. Nous sommes sortis de l’atelier et il est allé me filmer dans une petite allée arborée en me demandant de faire des allers-retours. 'C’est ça ! C’est exactement ça !'"
Comme c'est le cas dans tous ses longs-métrages, Bruno Podalydès offre dans Bécassine un rôle à son frère, Denis Podalydès, mais également à lui-même : "J’ai l’impression d’être plus proche des comédiens si l’on est ensemble devant la caméra ; j’ai un rapport de camaraderie avec eux que je n’aurais pas forcément en étant seulement metteur en scène. Et puis, pour être franc, j’aime aussi beaucoup jouer « chez moi »." On retrouve par ailleurs au casting des habitués de son univers tels que Michel Vuillermoz, Isabelle Candelier, Jean-Noël Brouté et Philippe Uchan.