François Truffaut a écrit le rôle de Geneviève pour Brigitte Fossey. Dans un entretien accordé en 2012, l'actrice raconte que le cinéaste l'a appelé pour lui demander « est ce que vous me permettez d’écrire un rôle pour vous ? ». "On ne m’avait jamais dit une chose aussi belle, confie Brigitte Fossey, très touchée par cette proposition. J’ai pensé que c’était une plaisanterie, j’ai cru qu’il n’allait pas me rappeler." "Il voulait me donner le rôle d’une personne qui initie un livre et qui est capable influencer car il savait que ça m’était arrivé deux ou trois fois dans la vie", précise-t-elle.
Blake Edwards a réalisé un remake de L'Homme qui aimait les femmes, The Man who loved the women, en 1983 avec Burt Reynolds dans le rôle principal.
Le réalisateur fait une figuration au début du film lors des funérailles.
Les proches de François Truffaut ont vu dans le personnage de Bertrand Morane le double du réalisateur connu pour son amour des femmes.
Avant de confier le rôle principal de L'Homme qui aimait les femmes au comédien Charles Denner, François Truffaut l'a engagé pour des rôles secondaires dans La mariee etait en noir en 1967 et Une belle fille comme moi en 1972.
François Truffaut a permis à Nathalie Baye de percer dans le métier en l'engageant dans La Nuit américaine (1973), L'Homme qui aimait les femmes (1977) et enfin La Chambre verte (1978).