Trước Classic Meets Chillout, Phạm Thu Hà đã cho ra mắt album Tình thu (phát hành ngày 15 tháng 8 năm 2011), tổng hợp 8 ca khúc của Ngô Thụy Miên, Trịnh Công Sơn, Nguyễn Ánh 9, Vũ Đức Sao Biển, Vũ Quang Trung, Phú Quang, Dương Thụ. Album được hòa âm và sản xuất bởi các nhạc sĩ Trần Mạnh Hùng, Võ Thiện Thanh và Hoài Sa, dù chỉ được phát hành nội bộ với số lượng hạn chế, song cũng gây được sự chú ý trong cộng đồng nghe nhạc[9][10]. Ngay sau khi cho phát hành album này, nhạc sĩ Võ Thiện Thanh đã đề nghị Phạm Thu Hà thực hiện một album mới với ý tưởng kết hợp âm nhạc cổ điển và chillout – một dự án mà cá nhân nhạc sĩ đã ấp ủ từ lâu[10][11][12].

Phạm Thu Hà khi đó là giảng viên Trường sư phạm nghệ thuật Trung ương[10][13] và bắt đầu học cao học thanh nhạc tại Nhạc viện Hà Nội[9]. Khác với nhiều ca sĩ cùng trang lứa đã thử sức tại nhiều cuộc thi, sản phẩm lần này mới thực sự là lần ra mắt chính thức đầu tiên của cô với ngành giải trí[13]. Nhạc sĩ Võ Thiện Thanh muốn tìm một cách diễn đạt mới âm nhạc cổ điển theo phong cách đương đại, trẻ trung và gần gũi với công chúng hơn[14], chính vì vậy classical crossover và chillout được nhạc sĩ kết hợp, gửi gắm vào giọng hát soprano đặc biệt của Phạm Thu Hà[10][15]. Anh nói: "Chúng tôi muốn đưa nhạc hàn lâm, kinh viện đến gần gũi hơn với các bạn trẻ... Nhiều nghệ sĩ danh tiếng trên thế giới và cả Việt Nam cũng đã lựa chọn cách làm này để đi đến với số đông công chúng, thay vì gói mình trong những không gian âm nhạc cổ điển và kén chọn người nghe."[13] Cá nhân ca sĩ tỏ vẻ rất tự tin với dự án:

"Từ nhiều năm nay, Hà đã nung nấu theo đuổi phong cách này và cho tới khi gặp anh Võ Thiện Thanh thì mình hoàn toàn tin tưởng rằng con đường mình chọn là đúng. Đây sẽ là cách để Hà vẫn phát huy được hết thế mạnh của giọng hát mà mình đã mất nhiều năm rèn rũa, tôi luyện. Con đường để Hà đến với công chúng sẽ gần và nhanh hơn nhờ những chất liệu âm nhạc đương đại thổi vào các tác phẩm cổ điển."[16]

Quá trình thu âm diễn ra trong vòng 6 tháng, chủ yếu tại phòng thu Dream Studio của nhạc sĩ Võ Thiện Thanh ở thành phố Hồ Chí Minh. Từng giai điệu được ca sĩ và nhạc sĩ chọn lựa và tập luyện cẩn thận, từ cách phối khí cho tới trình bày, nhằm có được hiệu quả tốt nhất[11]. Ngày 15 tháng 10 năm 2012, Phạm Thu Hà họp báo ra mắt đĩa đơn quảng bá "Habanera New Mix" (đạo diễn: Triệu Quang Huy; sản xuất: Viết Tân)[17]. Đĩa đơn CD của ca khúc còn có các bản phối khác của nhạc sĩ Trần Thanh Phương và các DJ Hoàng Touliver, Hoàng Anh, Dương Đại Dương và Slim V[15][18].

Ngày 10 tháng 11 năm 2012, Phạm Thu Hà cho phát hành đĩa đơn "Lụa", sản xuất bởi Chu Minh Vũ[19]. Đây là một sáng tác của nhạc sĩ Quốc Bảo dành riêng cho ca sĩ, lấy cảm hứng từ tiểu thuyết cùng tên của nhà văn Alessandro Baricco. Trước đó, tại chương trình Bài hát yêu thích ngày 4 tháng 11 ở Cung Văn hóa Hữu nghị Hà Nội, cô đã trình bày ca khúc này trên sân khấu cùng dàn nhạc giao hưởng Rhapsody Philharmonic pha trộn các thể loại cổ điển, fusion, jazz, pop/rock và R&B, gây được ấn tượng rất mạnh mẽ với giới chuyên môn, trực tiếp góp phần giúp cô giới thiệu phong cách âm nhạc của mình tới công chúng[20][21]. Tuy nhiên, đĩa đơn lại không được đưa vào album Classic Meets Chillout mà sau này nằm trong một dự án riêng giữa Phạm Thu Hà và Quốc Bảo thực hiện năm 2013[22].

Tới tháng 10 năm 2012, quá trình thu âm, chỉnh âm và hậu kỳ cơ bản hoàn tất. 9 giai điệu được lựa chọn cho Classic Meets Chillout. Ê-kíp định phát hành album ngay trong tháng 11[13][23], song vì một số vấn đề xuất bản, kế hoạch buộc phải hoãn lại vài tuần.