Le scénariste William Goldman choisit d'adapter à l'écran le premier des quatre romans regroupés dans Coeurs perdus en Atlantide : Low men in yellow coats, ainsi que la nouvelle qui conclut le recueil : Heaven shades of night are falling.
Coeurs perdus en Atlantide est le cinquième film adapté d'une oeuvre de Stephen King que produit Castle Rock Entertainment. Cette société s'était auparavant chargée de la production de Stand by me (Rob Reiner, 1986), Misery (Rob Reiner, 1990), Les Evadés (Frank Darabont, 1994), Dolores Claiborne (Taylor Hackford, 1995) et La Ligne verte (Frank Darabont, 1999). Quant au scénariste William Goldman, c'est la troisième fois qu'il signe l'adaptation à l'écran d'un roman du maître de l'épouvante et du thriller, après Misery et Dolores Claiborne.
Coeurs perdus en Atlantide est dédié à Piotr Sobocinski, le directeur de la photographie du film décédé le 26 mars 2001, quelque temps après le tournage, à l'âge de 43 ans.