Avant même la parution, en janvier 1999, du roman de Tracy Chevalier, le producteur Andrew Paterson et sa femme, scénariste, Olivia Hetreed découvrent le manuscrit de La jeune fille à la perle. Ils décident immédiatement d'acheter les droits du livre.
L'inspiration du livre et du film vient du célèbre tableau de Vermeer, La jeune fille à la perle. Ce tableau, peint vers 1665-1666, reste une énigme pour les spécialistes de Vermeer : on ignore en effet, qui est la mystérieuse jeune fille. La romancière Tracy Chevalier s'est extrêmement documentée, et a élaboré sa trame à partir des quelques informations qu'elle a pu glaner. Andrew Paterson le confirme : " L'histoire racontée par Tracy correspond en tout point à ce que nous savons du peintre, de sa maison, de sa famille, de ses soucis d'argent (...)."
La romancière Tracy Chevalier a cependant tenu à ce que l'adaptation de son roman ne soit pas altérée par les poncifs du cinéma hollywoodien. Le producteur, Andrew Paterson, précise en effet : "Tracy ne voulait pas d'un mélodrame hollywoodien. Et nous non plus ! Nous l'avons rassurée : nous n'allions pas inventer des scènes torrides entre Vermeer et Griet, ce n'était vraiment pas le propos du film que nous voulions faire."
L'histoire est inspirée des tableaux de Vermeer, jusqu'au moindre détail. Une scène en particulier, fait référence à une spécificité de la toile Femme à la cruche d'eau. Andrew Paterson précise à ce sujet : "(...)Griet déplace la chaise du tableau que peint alors Vermeer, la célèbre Femme à la cruche d'eau. Quand des experts ont passé le tableau aux rayons-X, ils ont en effet découvert que l'artiste avait peint une chaise devant la table avant de la faire disparaître dans l'oeuvre finale. Tracy a utilisé ce fait historique pour nourrir la relation entre Griet et Vermeer."
Pour être fidèle à l'esprit des peintures de Vermeer et à son époque, les décorateurs ont du trouver un équilibre entre fidélité à l'oeuvre et vérité historique. Le décorateur Ben Van Os précise en effet : " Nous avons conçu la maison de Vermeer en nous fiant aux tableaux du peintre et avons veillé à recréer les mêmes aménagements à l'écran". Il nuance cependant : " Peter et moi-même voulions également nous démarquer du regard parfois idéalisé des tableaux de Vermeer et introduire une dose de réalisme un peu plus noir pour montrer la vie quotidienne".
Colin Firth, l'interprète de Vermeer ne s'est pas entraîné à peindre : " Je suis si mauvais, tout apprentissage aurait été inutile. (...) Néanmoins, j'ai aisément imaginé que je savais peindre. De plus, les peintres, bons ou mauvais, tiennent leur pinceau de la même façon ! "
L'enjeu, pour un film consacré à un peintre tel que Vermeer, était de restituer une part de son art à travers la pellicule cinématographique, sans faire une succession de tableaux. Le directeur de la photographie <_personne20_cpersonne3d_22_4084422_20_nom3d_22_serra22_20_prenom3d_22_eduardo22_20_target3d_22_3e_20_a20_ainsi20_choisi20_plusieurs20_qualitc3a9_s20_de20_pellicules20_pour20_identifier20_les20_lieux20_:20_des20_tons20_tabac20_pour20_les20_sombres20_quartiers20_des20_domestiques2c_20_et20_des20_tonalitc3a9_s20_beaucoup20_plus20_claires20_pour20_l27_atelier20_de20_l27_artiste. cpersonne="40844" target="" nom="Serra" prenom="Eduardo">
L'équipe de La Jeune fille à la perle était composée de dix-neuf nationalités. Le chef décorateur, Ben Van Os est hollandais, le chef opérateur Eduardo Serra est portugais. Les techniciens étaient français, luxembourgeois, italiens, britanniques. L'équipe était ainsi, selon le réalisateur britannique Peter Webber : " Une véritable tour de Babel artistique".
L'actrice Kate Hudson s'était largement engagée pour intérpréter le rôle de Griet. Alors que le tournage devait débuter en novembre 2001, elle s'est retirée du projet quatre semaines avant le début des prises de vue. Ralph Fiennes devait lui donner la réplique, mais il s'est également retiré du projet. Kirsten Dunst a été pressentie un temps pour remplacer la fille de Goldie Hawn, avant d'abandonner à son tour. Scarlett Johansson a ainsi hérité du rôle de la jeune servante de Vermeer.