Mélodie pour un meurtre s'inscrit dans une période, celle des années 80, où le thriller érotique, porté par des femmes fatales, est à la mode. Citons pour exemples La Fièvre au corps (1981) avec Kathleen Turner, Liaison fatale (1987) avec Glenn Close ou encore La Veuve noire (id.) avec Theresa Russell. Le genre parviendra à son paroxysme avec la sortie en 1992 du sulfureux Basic instinct.
La chanson-titre de Mélodie pour un meurtre, sur laquelle le meurtrier commet ses crimes, a été composée par les musiciens George Khoury et Philip Baptiste et interprétée par Phil Phillips et les Twilights.
Mélodie pour un meurtre marque la première collaboration entre Al Pacino et le réalisateur Harold Becker. Tous deux seront amenés à travailler à nouveau ensemble pour les besoins de City Hall en 1995.
Mélodie pour un meurtre est basé sur le roman Ladies' man écrit par Richard Price. Ce journaliste et romancier est notamment l'auteur du scénario de La Couleur de l'argent.
Mélodie pour un meurtre marque le grand retour d'Al Pacino au cinéma, quatre ans après l'échec commercial de Revolution. Durant cette période, il s'est tenu éloigné des studios pour se consacrer essentiellement au théâtre.
Al Pacino et Ellen Barkin ont suivi, avec une quinzaine d'années d'écart, des études identiques, d'abord à la High School for the Performing Arts, puis à l'Actors Studio.
C'est la troisième fois qu'Al Pacino incarne un policier à l'écran. Avec les rôles de gangster, il s'en est fait une spécialité. Dans Serpico (1973), il incarne un inspecteur idéaliste ; dans La Chasse (1980), un jeune officier inflitrant la communauté gay ; dans Heat (1996), un lieutenant de police au flair infaillible ; et dans Insomnia, un inspecteur au comportement ambigu.
Mélodie pour un meurtre marque les retrouvailles d'Al Pacino avec le producteur Martin Bregman. Ce dernier avait auparavant produit trois autres films interprétés par l'acteur : Serpico (1973), Un après-midi de chien (1975) et Scarface (1983).
Pour sa prestation de flic désabusé, Al Pacino fut nominé au Golden Globe du meilleur acteur en 1990.
Samuel L. Jackson effectue dans ce film une de ses premières apparitions au cinéma. Sa présence à l'écran est courte, il interprète un père de famille aussitôt libéré après s'être fait maladroitement arrêté par Al Pacino et ses hommes.