Même si le projet date de trois ans, Le Plus beau jour de ma vie, nouvelle comédie française sur le mariage, suit une mode initiée par Mariages ! et Mariage mixte. Le couple Jonathan Zaccaï / Hélène De Fougerolles succède ainsi au tandem Jean Dujardin / Mathilde Seigner et au duo Thomas Jouannet / Olivia Bonamy.
Julie Lipinski a co-écrit le scénario du Plus beau jour de ma vie avec Laurent Tirard, ancien journaliste de Studio et réalisateur de Mensonges et trahisons et plus si affinités.... La cinéaste déclare à son sujet : "J'ai trouvé en Laurent le complément masculin à mon regard. Cet équilibre était pour moi une nécessité. Nous sommes très complices et nous voyons la vie de la même façon."
Hélène De Fougerolles et Julie Lipinski se sont rencontrées en 2001 chez des amis, alors que celle-ci venait d'écrire la première version de son scénario. La comédienne a alors proposé de la transmettre au producteur Manuel Munz. Après lecture du script, Hélène De Fougerolles souhaitait jouer à tout prix le rôle de Lola, un personnage dont elle se sent proche. C'est après avoir fait passer des essais à d'autres actrices que la cinéaste se décida à engager Hélène pour figurer en tête d'affiche de son film.
Hélène De Fougerolles avoue avoir eu du mal à "trouver" le personnage de Lola, parce qu'elle lui ressemblait beaucoup au final. "Je me suis laissée un peu filmer, explique-t-elle. J'ai souhaité qu'elle soit dans l'hypersensibilité. Moi qui avais signé pour une comédie, je me suis retrouvée en larmes presque tous les jours (...) Physiquement, le couple existait, il ne me manquait plus que l'émotivité de Lola. J'avais besoin de cette clé. Et puis cela tombait à une période de ma vie où je venais d'avoir un enfant, j'étais fatiguée et je pleurais pour un rien. Je me suis servi de ça."
Habitué à jouer dans des premiers longs métrages (Petite chérie d'Anne Villaceque, Le Tango des Rashevski de Sam Garbarski ou encore Les Revenants de Robin Campillo), Jonathan Zaccaï poursuit dans cette voie en figurant au casting du premier film de Julie Lipinski. L'acteur s'explique sur cette démarche : "Je suis très heureux de faire des premiers films. Ce dont je suis content, c'est d'être dans des genres, des histoires et des rôles différents. Pour moi, cette liberté est un grand luxe. J'aime les gens qui font des premiers films, car ils débordent d'idées. Quand on voit les partis pris de mise en scène de Julie, je me dis que j'ai fait le bon choix."
Au départ, le rêve du mariage idyllique que fait Lola (Hélène De Fougerolles) dans le film devait se tourner aux Caraïbes, mais le budget alloué à la production ne pouvait le permettre. Cette contrainte a alors donné à la réalisatrice l'idée d'une séquence animée se déroulant sur une île paradisiaque. C'est Jérôme Combe, auteur du clip Respire de Mickey 3D, qui a conçu ce dessin animé.
Dans le film, Jonathan Zaccaï et Hélène De Fougerolles prennent le spectateur à témoin en s'adressant à la caméra. Cette idée de mise en scène est venue à l'esprit de la réalisatrice durant la phase d'écriture. Celle-ci s'explique : "C'était une façon de rendre le public plus actif, de l'impliquer. Cette interactivité est aussi un clin d'oeil à Bertrand Blier que j'admire beaucoup."