Kay Meersman, qui interprète la jeune fille, n'était pas une actrice professionnelle, et Luis Buñuel eut beaucoup de mal à la diriger : "c'était un cauchemar mais elle avait une excuse dans la mesure où elle n'avait jamais fait de cinéma, et où, en plus, cela ne l'intéressait pas. Elle jouait dans le film parce que tel était le désir de ses parents." Kay Meersman a tourné un seul autre film en 1962 intitulé L'Ile des amours interdites (Damiano Damiani).
Le film reçut un hommage spécial au festival de Cannes 1960.
Adepte des co-productions, Luis Buñuel réalise avec La Jeune fille sa seconde collaboration américano-mexicaine, après Les Aventures de Robinson Crusoé (1952).
Le film est adapté d'une nouvelle de Peter Matthiessen, écrite en 1958, Travelin' Man. Un de ses romans publié en 1965, At Play in the fields of the lord fut porté à l'écran en 1991 par Hector Babenco. Il est sorti en France sous le titre En liberté dans les champs du Seigneur.