Der Film wurde in Barcelona, Oviedo, Avilés und New York gedreht. In Oviedo steht seit 2003 eine Statue des Regisseurs Woody Allen, die im Film jedoch nicht zu sehen ist. Die Produktion des Films begann im März 2007. Die Dreharbeiten begannen am 9. Juli 2007 und endeten am 23. August 2007. Die Produktionskosten wurden auf 15,5 Millionen US-Dollar geschätzt. Die Stadtverwaltung von Barcelona hatte unter der Bedingung, dass der Film in Barcelona gedreht wird, die Produktionskosten vor Ort in Höhe von einer Million Euro übernommen; darüber hinaus steuerte die katalanische Regionalregierung Generalitat de Catalunya eine halbe Million Euro bei. Die Beteiligung der öffentlichen Hand an der Finanzierung des Films sorgte in Katalonien für Kritik. Nach einer Umfrage der Zeitung "El Periódico" erklärten sich 75 % der Bürger der Region damit nicht einverstanden. Die Weltpremiere fand am 17. Mai 2008 im Rahmen der Internationalen Filmfestspiele von Cannes statt. Es folgten Vorführungen auf diversen Filmfestivals. Kinostart in den USA war am 15. August 2008, in Spanien am 19. September, in der Schweiz am 8. Oktober, in Deutschland am 4. Dezember und in Österreich am 5. Dezember 2008. Der Film spielte in den Kinos weltweit rund 96 Millionen US-Dollar ein, davon 5,5 Millionen in Deutschland und rund 23 Millionen in den USA, wo allein am Eröffnungswochenende über 3,7 Millionen US-Dollar eingenommen wurde. Nach dem Verhältnis von Einnahmen zum Budget ist "Vicky Cristina Barcelona" eine der rentabelsten Produktionen Woody Allens.