A l'origine, Les Jeunes amants est un film que devait réaliser Sólveig Anspach, décédée en août 2015. Son amie Carine Tardieu a alors repris le projet en mains. Les deux femmes se sont rencontrées en 2013 au festival de Rome et avaient passé trois jours à la villa Médicis. La cinéaste se rappelle :
"Un jour, je travaillais dans un bistrot, et dans le café d’en face, j’aperçois Sólveig avec sa coscénariste Agnès De Sacy et leur producteur, Patrick Sobelman. J’étais allée les saluer, et j’ai su à postériori que c’était leur première réunion de travail autour des Jeunes amants. Un an plus tard, Sólveig est décédée."
"J’avais envie de travailler avec Agnès avec qui j’avais commencé à réfléchir à un scénario, lorsqu’elle m’a proposé de lire le projet qu’elle avait entrepris d’écrire avec Sólveig : il racontait l’histoire d’amour que la mère de Sólveig avait vécue tardivement avec un médecin bien plus jeune qu’elle."
"Cette histoire avait bouleversé Sólveig au point qu’il lui était inimaginable de ne pas en faire un film. Deux jours avant sa mort, Sólveig a demandé à Agnès de lui faire la promesse que ce projet voie le jour, et qu’il soit réalisé par une femme."
A l’origine, Shauna était irlandaise et devait être jouée par Vanessa Redgrave. Mais, lors de la réécriture, le personnage a évolué. Carine Tardieu voulait trouver une actrice qui assume pleinement son âge et puisse incarner cette "femme flamboyante qui traverse l’existence sur la pointe des pieds". Elle explique :
"Pour dire les choses clairement, il était pour moi inimaginable de proposer le rôle à une femme qui aurait eu recours à la chirurgie esthétique. Je ne blâme pas celles (et ceux) qui cèdent à la tentation car je sais comme la pression est forte, mais en tant que réalisatrice, je considère le lifting comme un fléau. C’est ma directrice de casting, Tatiana Vialle, qui m’a parlé de Fanny Ardant."
Avec Les Jeunes amants, Carine Tardieu retrouve Cécile de France après Ôtez-moi d'un doute. Pour ce rôle, la cinéaste cherchait une actrice qui soit à la fois très différente de Fanny Ardant et qui puisse rivaliser avec elle en terme de séduction : "Je voulais une Jeanne d’apparence solide et terrienne, une femme attachante dont on puisse se dire que Pierre n’a a priori aucune raison d’être tenté d’aller voir ailleurs... Cécile a l’intelligence d’accepter des seconds rôles avec autant d’enthousiasme que des premiers, ce qui lui importe, c’est d’avoir un personnage à défendre."
Carine Tardieu et le directeur de la photographie Elin Kirschfink avaient plusieurs références en tête en ce qui concerne l'aspect visuel du film. Parmi elles : La Fille de Ryan de David Lean, Trois couleurs - Bleu de Krzysztof Kieslowski, Persona et Sarabande d'Ingmar Bergman et Un homme qui me plaît de Claude Lelouch, qui traite de l’attente amoureuse. "Nous avons d’ailleurs, au montage, inclus un extrait du film dans lequel Annie Girardot attend l’homme qu’elle aime à l’aéroport", confie la cinéaste.
Carine Tardieu a travaillé avec le chef décorateur Jean-Marc Tran Tan Ba. La réalisatrice voulait, par exemple, que l’appartement de Shauna déborde de photos et d’objets accumulés qui témoignent de sa longue vie. Elle précise : "Pierre et sa famille sont quant à eux perchés dans une tour, comme inconsciemment emprisonnés. Isabelle Pannetier, la chef costumière, m’a aidé à trouver comment faire de la « grande Fanny Ardant » une femme au fond assez réservée, voire timide, ou encore de Pierre un homme qui semble s’être oublié / perdu et ne prend pas soin de lui..."
Le compositeur Eric Slabiak collabore avec Carine Tardieu pour la troisième fois après Du Vent dans mes mollets et Ôtez-moi d'un doute. Tout au long de l’écriture, la réalisatrice lui a donné les différentes versions du scénario dans lequel étaient déjà évoquées certaines œuvres préexistantes conservées au montage : l’une des Variations Goldberg de Bach, un Nocturne de Chopin, ainsi que les chansons Le premier bonheur de jour de Françoise Hardy et Lady of a certain age de The Divine Comedy.
"Toutes ces musiques ont en commun cette mélancolie qui teinte le film d’une certaine douceur malgré la rudesse des évènements auxquels sont confrontés ses personnages", confie la cinéaste.