Mariage mixte est le cinquième film dans lequel Alexandre Arcady dirige Gérard Darmon, les précédents étant Le Grand pardon (1982), Le Grand carnaval (1983), Pour Sacha (1991) et Le Grand pardon II (1992). Le cinéaste confie : "Depuis le début de ma carrière, j'ai toujours entretenu des relations plus que fraternelles avec lui. Gérard est un grand acteur avec un potentiel comique incroyable. J'ai été son premier spectateur et c'était le bonheur chaque jour de tournage."
Alexandre Arcady a eu l'idée du film au moment de la naissance de sa fille Lisa, il y a 18 ans. Le cinéaste se souvient : "Quand pour la première fois, je l'ai prise dans mes bras, j'ai pensé comme tous les pères du monde : 'Un jour, un homme va me la prendre !'". Faire ce film était pour lui un moyen de se préparer à cette étape de la vie.
Le personnage de Max Zagury se devait d'être hors norme, démesuré et fou pour dépasser le réalisme. Alexandre Arcady a alors imaginé un croisement entre le rôle de Robert De Niro dans Mafia blues et Raymond Bettoun, le chef de la célèbre famille du Grand pardon campé par Roger Hanin.
Le cinéaste confie : "Gérard Darmon faisait déjà partie de la "mythique" famille Bettoun et Zagury est sûrement un vague cousin. Max est un ex-mafieux au "coeur tendre" et on s'est amusé à en faire un vrai personnage de comédie".
Alexandre Arcady souhaitait une lumière chaude et étincelante pour le film. Il a alors fait appel aux services de Maxime Alexandre, un jeune directeur de la photographie qu'il avait connu au cours du tournage de son précédent long métrage, Entre chiens et loups, et qui avait travaillé sur Haute tension, une réalisation de son fils Alexandre Aja.
Avec Arsène Lupin, Mariage mixte est l'un des derniers films qu'a interprété Philippe Lemaire, l'acteur s'étant suicidé à l'âge de 77 ans en se jetant sous le métro quelques semaines avant sa sortie en salles. Il campe ici le grand-père du bel amoureux joué par Thomas Jouannet.