Luca est réalisé par Enrico Casarosa, qui est pour la première fois aux commandes d'un long métrage. Ce concepteur de storyboard et de décors d'arrière plan a travaillé sur plusieurs Pixar, dont Ratatouille, Coco ou Toy Story 4. Il a par ailleurs mis en scène un court métrage pour le célèbre studio d'animation, La Luna en 2012, où un jeune balayeur d'étoiles part nettoyer le ciel avec son père et son grand-père. L'occasion pour le réalisateur italien d'adresser un émouvant hommage à ses racines.
Luca est le vingt-quatrième long métrage Pixar après Toy Story, 1001 Pattes, Toy Story 2, Monstres & Cie, Le Monde de Nemo, Les Indestructibles, Cars, Ratatouille, Wall-E, Là-haut, Toy Story 3, Cars 2, Rebelle, Monstres Academy, Vice Versa, Le Voyage d'Arlo, Le Monde de Dory, Cars 3, Coco, Les Indestructibles 2, Toy Story 4, En avant et Soul.
Comme il en a été de même pour son prédécesseur Soul, Luca sort directement sur Disney+ en ce qui concerne les pays dans lesquels la plateforme est accessible.
Le personnage d'Alberto est inspiré du meilleur ami d'enfance du réalisateur Enrico Casarosa, qui porte également ce prénom.
En amont du tournage, Enrico Casarosa et une partie de son équipe se sont rendus en Italie pour s'imprégner de la culture locale, notamment de la culture, l'architecture et bien sûr la nourriture. Le réalisateur a même invité ses collègues à dîner chez ses parents, à Gênes.
Luca se déroule sur le littoral italien. Pour concevoir ce cadre spatial particulier, Enrico Casarosa a puisé dans ses souvenirs : "J’ai eu la chance de grandir à Gênes, une ville portuaire de la Riviera italienne. C’est une côte particulière car très escarpée, les montagnes paraissent s’élever droit au-dessus de l’océan. Les villes, très pittoresques, semblent figées dans le temps. Je les ai toujours imaginées comme des petits monstres sortant de l’eau."
Pour créer l’apparence des monstres marins, les artistes travaillant sur le film ont étudié les représentations médiévales de monstres des mers figurant sur la Carta Marina (une carte de la Renaissance datant de 1539) ainsi que des sculptures de créatures légendaires représentées dans toute l’Italie, sur des fontaines, des bancs, et même en mosaïque au sol.
La petite ville côtière italienne de ce nouveau film, Portorosso, faisait une brève apparition dans le précédent long métrage des studios, Soul, à travers une affiche placardée sur la vitrine d'une agence de voyage.
Durant leurs recherches, les créateurs se sont plongés dans les mythes, légendes et récits traditionnels italiens, depuis des contes fantastiques mettant en scène des dragons jusqu’à l’histoire d’une pieuvre sonneuse de cloche qui a sauvé un village d’une bande de pirates. Enrico Casarosa commente : "Certains de ces récits ont été inventés par des pêcheurs. Lorsqu’ils trouvaient un bon coin de pêche et ne voulaient pas que quelqu’un d’autre s’en empare, ils inventaient des histoires effrayantes pour éloigner les curieux."
Luca se situe quelque part entre la fin des années 1950 et le début des années 1960, bien que l’objectif final ait été de créer un cadre et une atmosphère intemporels. "Il y a quelque chose de magnifique dans l’âge d’or italien, les années 50 et 60. Le cinéma et la musique de cette époque sont légendaires, ils ont une identité particulière", confie le réalisateur.
Luca a très précisément 3 436 écailles sur son corps...
Dans tous les films Pixar, la représentation de l’eau a toujours été un enjeu majeur. Mais cette fois, Enrico Casarosa et son équipe ne voulaient pas se contenter d'améliorer ce qui avait été mis au point depuis Le Monde de Nemo. Kim White, directrice de la photographie, explique : "Chacun des films mettant en scène la mer ou l’océan se déroule dans des parties du monde différentes. La couleur de l’eau au large des côtes italiennes est spécifique et nous voulions restituer tout ce qui en fait la particularité."
Pour concevoir l'histoire de Luca, Enrico Casarosa s'est inspiré de plusieurs films italiens des années 1950, comme par exemple La Strada ou encore Vacances romaines pour ne citer qu'eux.
Bien que la ville de Portorosso soit fictive, elle donne une impression familière de la Riviera italienne. Chris Bernardi, superviseur des décors, déclare : "La ville elle-même raconte une histoire. Ces vieux bâtiments de stuc ont été travaillés dans le détail. Il y a une pescheria, une gelateria et une focacceria. On trouve aussi un ancien restaurant et un plus récent. L’église se situe sur la place, près du cinéma. C’est une ville de pêcheurs avec des filets et des bateaux. Le lien des habitants à la mer est important."