Anne Fontaine a déjà dirigé Benoît Poelvoorde dans ENTRE SES MAINS et COCO AVANT CHANEL.

Anne Fontaine affirme qu'elle n'aurait pas réalisé MON PIRE CAUCHEMAR sans Benoît Poelvoorde, tout comme Isabelle Huppert, qu'elle met en scène pour la première fois : les deux comédiens, pour les images qu'ils renvoient auprès des spectateurs, étaient pour elle les acteurs parfaits pour interpréter les deux personnages opposés du film.

Anne Fontaine a développé l'intrigue de MON PIRE CAUCHEMAR à partir d'une expérience personnelle : un jour son fils a ramené chez elle son meilleur ami, dont le père, extravagant, vivait dans une grande précarité sociale. Elle alors imaginé avec son coscénariste Nicolas Mercier comment auraient pu évoluer les relations entre leur deux familles.

Malgré leur amitié et leur longue carrière dans le cinéma français, c'est la première fois qu'Isabelle Huppert et André Dussolier tournent dans le même film.

Anne Fontaine connaissait de longue date Isabelle Huppert, Benoît Poelvoorde et André Dussolier. Elle a par contre récemment découvert Virginie Efira au théâtre : elle y tenait le rôle de « Nathalie » dans la pièce de Philippe Blasband, que la cinéaste avait adaptée en 2003 pour le cinéma (NATHALIE, avec Emmanuelle Béart, Fanny Ardant et Gérard Depardieu).

C'est le compositeur Bruno Coulais (LES CHORISTES, LE DEUXIEME SOUFFLE, CORALINE) qui a réalisé la bande originale de MON PIRE CAUCHEMAR.