Ducobu 3 est la première réalisation d'Elie Semoun. Il succède à Philippe de Chauveron qui avait signé L'Élève Ducobu et Les Vacances de Ducobu. "Après le succès des deux premiers volets, Romain Rojtman, le producteur, et moi avons eu l’idée d’un Ducobu 3 avec le concours de chant télévisé. Très vite, tout nous a semblé naturel. J’avais très envie de passer à la réalisation et quand Romain me l’a proposé je n’ai pas réfléchi trop longtemps avant de me lancer", raconte Semoun.
Fan de Stanley Kubrick et Alfred Hitchcock, Elie Semoun a glissé dans son film des références "très humbles" à Shining et Psychose : "Ce sont des allusions qui feront marrer les adultes, comme c’était aussi le cas dans L’âge de glace dont j’ai fait une des voix. Mais évidemment, Ducobu 3 est destiné aux plus jeunes spectateurs et il ne faut pas oublier qu’ils voient tout, captent tout…"
Elie Semoun ne se contente pas de réaliser Ducobu 3 et d'y interpréter Professeur Latouche. Il est aussi la mère de Latouche et le professeur de l’école rivale : "J’adore me déguiser ! J’aimerais faire un film dans lequel j’interpréterais tous les personnages, comme Eddie Murphy dans La famille Foldingue…"
Mathys Gros succède à Vincent Claude et François Viette dans le rôle de Ducobu. Il a été choisi parmi près de 2000 enfants. Il s'agit de ses premiers pas dans la comédie. Elie Semoun le décrit comme "un enfant sensible, espiègle, très touchant dans la vie comme à l’écran". Il fallait cependant surveiller son débit car il parlait trop vite : "C’est un défaut que je connais car il est lié au trac : un comédien donne alors l’impression de vouloir se débarrasser de son texte au plus vite !"
Emilie Caen remplace Joséphine de Meaux, occupée par une pièce de théâtre, dans le rôle de Mlle Rateau.