Đạo diễn John Carney thai nghén tiền đề của Yêu cuồng si nhiều năm trước khi bắt đầu viết nên kịch bản vào năm 2010.[2] Câu chuyện này được lấy cảm hứng một phần từ những trải nghiệm của anh lúc là nhạc công trong một ban nhạc[2] và sự ấn tượng trước nhiều giám đốc artists and repertoire (A&R) của các hãng đĩa thập niên 1990, giúp xây dựng hình tượng cơ bản nhân vật Dan.[6] Carney viết kịch bản ban đầu mang tên Can a Song Save Your Life?, trước khi cùng Glen Hansard và Gregg Alexander sáng tác các bài hát; anh mong muốn "thực hiện âm nhạc xung quanh câu chuyện này, thay vì theo hướng ngược lại."[6] Phong cách bài hát xuất hiện trong kịch bản cũng như yếu tố tự nhiên của câu chuyện được tham khảo từ bộ phim nhạc kịch A Star Is Born (1954) của Judy Garland và tác phẩm trước đây của Carney, Một lần như thế (2007).[7] Carney lần đầu đưa bộ phim này đến nhà làm phim Judd Apatow vào năm 2010, người sản xuất nên bộ phim cùng Tobin Armbrust và Anthony Bregman; công ty sản xuất phim Exclusive Media tài trợ 8 triệu đô-la Mỹ kinh phí để sản xuất Yêu cuồng si.[2]

Trước khi tuyển Keira Knightley vào vai Gretta, Carney nhắm vai diễn này đến một ca sĩ nhạc pop như Adele và một vài nữ diễn viên khác như Scarlett Johansson, người đã có một thời gian chú ý đến dự án này.[2][8] Knightley, người chưa từng ca hát một cách chuyên nghiệp trước đây, đã chuẩn bị cho vai diễn này bằng việc luyện tập với một giáo viên thanh nhạc và học cách chơi guitar.[9] Mark Ruffalo là lựa chọn đầu tiên của Carney cho vai Dan[2] và anh ngay lập tức nhận vai sau khi Carney gửi bản nháp kịch bản đầu tiên.[8] Ca sĩ Adam Levine cũng là người duy nhất Carney lựa chọn cho nhân vật Dave, anh nhanh chóng giành được vai diễn sau khi bàn bạc với Carney thông qua Skype và thu âm một vài đoạn thoại thử vai;[10] anh từ chối nhận thù lao cho vai diễn trong bộ phim này.[11] Dù từng được tuyển trong một vài vai nhỏ trên truyền hình, Yêu cuồng si mới là bộ phim điện ảnh đầu tiên Levine tham gia.[10] Carney liên lạc đến James Corden để tuyển vai sau khi yêu mến màn diễn xuất của Corden trong vai chính vở nhạc kịch do Broadway dàn dựng, One Man, Two Guvnors.[12]

Giai đoạn ghi hình của bộ phim bắt đầu tại thành phố New York vào ngày 2 tháng 7 năm 2012[13] và diễn ra trong 23 ngày.[14] Carney chọn quay phim tại những khu phố ít được biết đến tại Manhattan để dễ gây chú ý đến người dân địa phương hơn là du khách. Một vài địa điểm đặc biệt bao gồm Làng Greenwich, the East Village, Quảng trường Thời đại và Công viên Trung tâm Washington.[15][16] Thay vì trình diễn trực tiếp lúc ghi hình, các diễn viên hát theo những bài hát được thu âm sẵn. Để tiết kiệm chi phí thuê cả đoàn làm phim và hỗ trợ, một vài cảnh—bao gồm cảnh tại Quảng trường Thời đại—được quay vào buổi khuya bằng máy ghi hình cầm tay.[2] Vị trí trên mái nhà nằm ở phía tây nam gần tòa nhà Empire State.[17][18][19][20]

Tranh cãi Carney–Knightley

Trong một loạt các cuộc phỏng vấn để quảng bá cho bộ phim Sing Street năm 2016, Carney liên tục chỉ trích diễn xuất của Knightley trong Yêu cuồng si. Khi hỏi về phản ứng phê bình đến Sing Street từ tờ The Independent, Carrey trả lời rất tự nhiên, "đó là một bộ phim cá nhân nhỏ mà không có Keira Knightley trong đó. Nó thực sự đáng để thực hiện."[21] Trong cùng buổi phỏng vấn Carney còn đề cập liên tục đến Keira là một người mẫu, mặc dù thực tế rằng cô đã làm việc chuyên nghiệp với tư cách một nữ diễn viên từ khi còn nhỏ; ông nói, "tôi sẽ không bao giờ làm một phim với siêu mẫu nào nữa". Ông cũng chỉ trích cô trong buổi phỏng vấn với Heyuguys.com, "tôi chỉ nghĩ đối với Knightley nó giống như đang yêu cầu cô làm một điều bất khả thi".[22] Mặc dù không đề cập cụ thể đến Knightley trong một buổi phỏng vấn khác với Den of Geek, Carney vẫn nói mong muốn thực hiện Sing Street của mình xuất phát từ "kinh nghiệm làm việc, hãy đối mặt với nó, với một người mẫu trong bộ phim cuối cùng của tôi".[23] Những nhà làm phim Massy Tadjedin, Mark Romanek, Lorene Scafaria và Lynn Shelton từng làm việc với Knightley trong những bộ phim khác, đã tweet ủng hộ cô sau những bình luận của Carney.[24] Carney sau đó cũng tweet một lời xin lỗi công khai đến Knightley rằng ông cảm thấy hoàn toàn "giống như một thằng ngốc" và nói Knightley "không có vấn đề gì nhưng rất chuyên nghiệp và tận tâm" trong quá trình làm phim.[25]