A 37 ans, Alain Resnais signe avec Hiroshima mon amour son premier long-métrage de fiction. Auparavant, il s'est fait connaître en réalisant de nombreux courts-métrages et documentaires, parmi lesquels Nuit et brouillard en 1955, Les Statues meurent aussi en 1953, Toute la memoire du monde en 1955 ou encore Guernica en 1950.
C'est la première fois que Marguerite Duras travaille pour le cinéma, même si René Clément avait porté à l'écran son roman Barrage contre le Pacifique en 1957. L'écrivain sera ensuite scénariste sur Une aussi longue absence de Colpi, Mademoiselle de Tony Richardson, Moderato cantabile que réalise Peter Brook d'après un de ses romans. Elle passe derrière la caméra en 1967 avec La musica, et réalisera huit ans plus tard son film le plus célèbre, India Song. En 2001, Jeanne Moreau incarnera Marguerite Duras dans Cet amour-là de Josée Dayan.
Ecarté de la compétition pour ne pas déplaire aux Etats-Unis, Hiroshima mon amour a tout de même été présenté, avec succès, au Festival de Cannes en 1959. Il y décroche le prix de la Presse Internationale, ainsi que le Prix de la Société des Ecrivains. Quatre ans plus tôt, déjà, Alain Resnais avait vu son film Nuit et brouillard interdit de Festival de Cannes, à la suite de pressions exercées par l'Allemagne de l'Ouest.
Hiroshima mon amour obtient le Prix du Cercle de la critique de New York en 1960, et, l'année suivante, il reçoit le Prix des Nations-Unies aux BAFTA anglais et le scénario de Marguerite Duras est nommé aux Oscars.
En 2001, le Japonais Nobuhiro Suwa tourne un film inspiré par ce classique de Resnais. Il s'agit de H Story, dans lequel un réalisateur tente de tourner un remake d'Hiroshima mon amour, avec pour héroïne Béatrice Dalle.
Dès ce premier long-métrage, c'est à un écrivain qu'Alain Resnais demande d'écrire le scénario. Pour Hiroshima mon amour, c'est Marguerite Duras. Pour son deuxième film, L'Annee derniere a Marienbad, il travaillera avec Alain Robbe-Grillet. Il collaborera ensuite avec, entre autres, les écrivains Jean Cayrol (qui avait déjà écrit le commentaire de Nuit et brouillard) pour Muriel ou le Temps d'un retour, Jorge Semprun pour La Guerre est finie et Stavisky, et Jacques Sternberg pour Je t'aime, je t'aime.
Alain Resnais a choisi Sacha Vierny pour la photographie de ce premier long-métrage. Ils avaient déjà travaillé ensemble sur Nuit et brouillard, et retravailleront ensemble sur six autres longs métrages, jusqu'à L'Amour à mort en 1984. Vierny sera également un fidèle collaborateur de Peter Greenaway.
Hiroshima mon amour marque la première apparition à l'écran de Bernard Fresson. Il retournera sous la direction d' Alain Resnais dans Je t'aime, je t'aime, Loin du Vietnam et La Guerre est finie.
A l'origine, Alain Resnais devait réaliser, en collaboration avec Chris Marker, un documentaire sur la bombe atomique. Mais Marker s'étant retiré du projet, Resnais a finalement réalisé, seul, une fiction.
Un des monteurs du film est Henri Colpi. Celui qui passera à la réalisation en 1961 avec Une aussi longue absence, sera également monteur sur le second long-métrage de Resnais, L'Annee derniere a Marienbad.
Alain Resnais a fait appel, pour la musique de son film, à Giovanni Fusco , le compositeur fidèle d'un autre maître du cinéma moderne des années 60, Michelangelo Antonioni. Ils retravailleront ensemble pour La Guerre est finie.
Eiji Okada, qui ne parlait pas un mot de français et a donc appris le texte phonétiquement, a dû revenir en France après le tournage. En effet, pour des problèmes de son, il fallut que les comédiens doublent le film. Après avoir cherché, en vain, un autre comédien japonais susceptible de le remplacer, le cinéaste a finalement demandé à son acteur de refaire le voyage.
On voit dans Hiroshima mon amour des images d' Hiroshima, film japonais de 1953, dans lequel apparaît déjà Eiji Okada, le héros du film de Alain Resnais.
Alain Resnais souhaitait en premier lieu que ce soit la jeune François Sagan qui se charge du scénario du film, cette dernière refusa le projet, considérant qu'elle ne se sentait pas apte à parler d'un sujet aussi grave. Ce fut finalement Marguerite Duras qui fut approchée par le réalisateur.
Ce nom étrange fut inventé par Alain Resnais et son monteur Henri Colpi, pour désigner un raccord très particulier consistant à entrecouper une même action par une très légère ellipse afin de créer un petit "bond" dans le temps. C'est l'image d'un félin bondissant vers l'avant qui donna l'idée aux deux hommes d'appeler ce raccord comme cela, terme bien connu des étudiants en cinéma et autres cinéphiles.