Sau Hiệp định Genève 1954 cho tới năm 1959, điện ảnh Cách mạng mới chỉ sản xuất được những phim tài liệu. Nhiều nhà làm phim mong muốn thực hiện những phim truyện nhưng chưa thành công.[5] Một vài kịch bản được viết ra, nhưng không được dựng thành phim. Năm 1958, đạo diễn Mai Lộc thực hiện bộ phim Biển đông, phim đã hoàn thành nhưng khi duyệt âm thanh thì không được thông qua. Lý do theo đạo diễn viết lại là do bộ phim nói về cuộc khởi nghĩa thất bại ở Hòn Khoai, Cà Mau năm 1940, nội dung không phù hợp với hoàn cảnh miền Bắc vào thời điểm đó.

Kịch bản gốc của Chung một dòng sông là kịch bản Tình không giới tuyến của tác giả Cao Đình Báu viết từ đầu năm 1957, nói về mối tình bị chia cắt của hai nhân vật Hoài và Vận sống trên đôi bờ sông Bến Hải, nhưng đó mới chỉ là một cốt truyện sơ lược. Về sau Cao Đình Báu và Đào Xuân Tùng đã sửa chữa và hoàn chỉnh kịch bản đổi tên thành Chung một dòng sông. Đạo diễn phim là Nguyễn Hồng Nghi và Phạm Kỳ Nam, quay phim Nguyễn Đắc, họa sĩ thiết kế Đào Đức. Lúc đó Phạm Kỳ Nam mới học ở Học viện Điện ảnh Pháp (Institut des hautes études cinématographiques) về, là đạo diễn duy nhất của miền Bắc khi ấy được đào tạo bài bản.