Présenté à Un Certain Regard à Cannes 2012, TROIS MONDES est le huitième film de Catherine Corsini à sortir en salles après POKER (1987), LES AMOUREUX (1994), LA NOUVELLE ÈVE (1999), LA RÉPÉTITION (2001), MARIÉES MAIS PAS TROP (2003), LES AMBITIEUX (2006) et PARTIR (2009).

Sur son site officiel, le film était annoncé ainsi : « Un accident : une victime, un coupable, un témoin. Le film réunira trois valeurs montantes (mais déjà sûres) du cinéma francophone : Clotilde Hesme, Raphaël Personnaz et Arta Dobroshi. »

Ces trois derniers ont respectivement gravi les marches du tapis rouge cannois en compétition pour LES CHANSONS D'AMOUR de Christophe Honoré (2007), LA PRINCESSE DE MONTPENSIER de Bertrand Tavernier (2010) et LE SILENCE DE LORNA des frères Dardenne (2008).

La cinéaste retrouve les ombres du polar, déjà à l'œuvre dans son premier long métrage POKER avec Caroline Cellier et Pierre Arditi. Ainsi qu'un budget minime sans grandes vedettes, ce qui lui permet de conserver une plus grande liberté. Son point de départ : « J'avais envie de tordre le cou à l'idée que les femmes ne seraient bonnes qu'à filmer les femmes et la folie des femmes. J'avais envie de faire un film noir, un film d'action ».

Le scénario est cosigné Benoît Graffin, auteur et réalisateur du NEW-YORKER (1998) avec Mathieu Demy et de CAFÉ DE LA PLAGE (2001) avec Jacques Nolot et Ouassini Embarek. Il était déjà partenaire d'écriture de Catherine Corsini pour LES AMBITIEUX.