La Couleur du mensonge est adapté du roman La Tache écrit par Philip Roth. Cet ouvrage complète son American trilogy, sur les bouleversements de l'Amérique d'après-guerre, composée de Pastorale américaine et J'ai épousé un communiste. La Tache a remporté le PEN/Faulkner Award 2001 et, en France, le Prix Médicis du roman étranger 2002.
La Couleur du mensonge marque la deuxième collaboration de Robert Benton avec Nicole Kidman. Celui-ci l'a en effet dirigée en 1991 dans Billy Bathgate ; elle y incarnait la jeune femme que convoite le gangster Dutch Schultz, alias Dustin Hoffman.
La Couleur du mensonge a été tourné dans la province de Québec et au Williams College, à Williamstown, dans le Massachusetts.
Robert Benton a envisagé La Couleur du mensonge comme "une tragédie grecque moderne". Il explique : "Ce n'est pas un hasard si Coleman Silk est professeur de lettres classiques dans une université nommée Athena. Philip Roth a écrit une version XXe siècle de la tragédie grecque, sur des thèmes modernes. Cette histoire est celle de la lutte d'un individu contre la communauté et du prix payé pour s'être éloigné des autres. J'ai de la sympathie pour les deux aspects de l'histoire, à la fois pour le choix qu'a fait Coleman et pour tout ce qu'il a trahi au nom de ce choix".
Nicole Kidman a enchaîné le tournage de La Couleur du mensonge après celui de The Hours. L'actrice commente : "Incarner Faunia était presque naturel après avoir été Virginia Woolf dans The Hours. Elle était aussi une femme intense, complexe, quoique plus raffinée. Je sortais de l'univers de Michael Cunningham, j'entrais dans celui de Philip Roth : c'était pour moi une autre occasion de travailler avec un des plus grands écrivains que compte l'Amérique".
Lors de ses recherches sur le rôle, Nicole Kidman s'est rendue dans des refuges de femmes maltraitées. L'actrice confie : "Même si Faunia est un personnage très sombre, je voulais lui apporter une vraie dignité au nom de ces femmes. Chacune de celles à qui j'ai parlé souhaitait faire voler en éclats l'idée reçue que les femmes maltraitées sont stupides et clamer au contraire que ce sont des femmes fortes".
Durant le tournage, l'équipe a souvent dû compter avec la nature capricieuse de la météo. Il leur est arrivé de faire livrer des camions chargés de neige, et le chef décorateur s'est retrouvé à tester à répétition un étang gelé pour s'assurer que la séquence de pêche ne sombrerait pas dans les profondeurs de l'eau glacée.
La Couleur du mensonge est le dernier film sur lequel a travaillé Jean-Yves Escoffier, directeur de la photographie sur Trois hommes et un couffin ou encore Will hunting. Celui-ci, décédé en avril 2003, a filmé en format large afin de saisir toute la beauté froide des paysages gelés.
La Couleur du mensonge a été présenté hors compétition aux Festivals de Venise et de Toronto 2003.