Les trois films composant la trilogie de Lucas Belvaux ont été tourné sur une période de six mois, entre juin et novembre 2001.
L'idée de mettre en scène une trilogie dans laquelle le personnage mineur d'une histoire pouvait devenir le héros d'une autre a germé dans l'esprit de Lucas Belvaux depuis déjà dix ans. Il explique : "Quand j'ai tourné les scènes de Parfois trop d'amour avec les personnages secondaires (le cycliste ou le groupe de vieux), je me suis dit que je pourrais faire un film se déroulant sur les mêmes 24 heures, mais qui serait les 24 heures du cycliste ou du groupe de vieux, on ne ferait que croiser les personnages principaux qui deviendraient secondaires... Partant de là, j'ai commencé à établir une théorie sur les personnages secondaires selon laquelle chaque personnage secondaire est le personnage principal d'un film à faire (...). Après, l'idée est revenue de façon récurrente... J'ai terminé le scénario de Pour rire ! et comme je me doutais bien qu'on mettrait du temps à trouver l'argent, j'ai immédiatement, du jour au lendemain, pendant que j'étais chaud, attaqué le scénario des trois films".
Un couple épatant fait partie intégrante d'une trilogie réalisée par Lucas Belvaux, avec les deux films Cavale et Après la vie. Lucas Belvaux a en effet réalisé trois films où il met tour à tour en valeur des personnages qui évoluent dans une même période chronologique. Ainsi les héros d'Un couple épatant donnent le ton d'une comédie, tandis que les situations traversées par les personnages mis en valeur dans Cavale donneront un thriller. Le troisième long métrage, Après la vie, est un mélodrame.
Bien que les trois films puissent être vus indépendamment ou dans n'importe quel ordre, il a été décidé qu'Un couple épatant soit le premier de la trilogie à être exploité dans les salles, car il présente, selon le propre aveu de Lucas Belvaux, "les personnages sans anticiper sur ce qui va se passer dans les deux autres films".
Lucas Belvaux a à nouveau fait appel à Riccardo Del Fra pour mettre en musique la trilogie Un couple épatant, Cavale et Après la vie, après que celui-ci ait composé la musique originale de la comédie Pour rire ! cinq ans auparavant. Pourtant, le cinéaste a tenu à avoir trois tonalités différentes. On n'entend ainsi qu'une contrebasse solo dans Cavale, un quatuor à cordes et une guitare pour Après la vie, tandis que dans Un couple épatant, c'est le même quatuor avec un basson, une clarinette et un piano qui se chargent de jouer les thèmes des personnages.
Pour des raisons évidentes, la trilogie Un couple épatant / Cavale / Après la vie a été tourné en même temps. Lucas Belvaux explique comment il a réussi à mettre en scène trois films à la fois : "On arrivait sur un décor, on tournait la séquence pour le film A, puis la même séquence découpée différemment pour le film B, puis pour le film C. Pour les séquences longues et assez découpées, avec les répétitions et quinze prises par plan pour chaque film, c'était assez lourd...".
Si Lucas Belvaux avoue n'avoir eu aucun problème particulier concernant le choix de ses actrices pour sa trilogie, il a en revanche des difficultés à dénicher les comédiens masculins. Le réalisateur belge a rencontré François Morel après l'avoir entendu parler de son spectacle dans une émission télévisée. C'est à la lecture du scénario que les deux hommes se sont dit "qu'il y avait quelque chose à trouver".
Le rôle de Pascal a été plus difficile à attribuer, du propre aveu de Lucas Belvaux, en raison de la relative complexité du personnage. Alors qu'il ne l'avait vu que dans La Vérité si je mens !, le cinéaste a accepté de rencontrer sans réelle conviction Gilbert Melki : "Quand je l'ai vu arriver, quand il a passé la porte, déjà c'était troublant, au bout d'une demi-heure de discussion, c'était évident".
Concernant le personnage de Le Roux, le cinéaste avait absolument besoin d'un acteur belge pour des raisons de coproduction. Après un casting éprouvant pour Lucas Belvaux, le comédien retenu n'a finalement pas pu faire le film, et le réalisateur ne s'est pas senti le courage de repartir dans une nouvelle recherche. Il a donc repris lui-même le rôle, après avoir rassuré les premières craintes des produceurs grâce à son son passé d'acteur.
La trilogie de Lucas Belvaux, Un couple épatant, Cavale et Après la vie fut l'occasion pour l'actrice Ornella Muti de retrouver le cinéaste qui l'avait dirigé cinq ans auparavant sur les plateaux de tournage de la comédie Pour rire ! (1997).
Un couple épatant faisait partie de la programmation de la 27è édition du Festival du film de Toronto, qui s'est tenu du 5 au 14 septembre 2002.