Au revoir là-haut est un film remarquable qui mêle le drame à la poésie.
« En plus de mon énorme plaisir de lecteur, je trouvais le livre extrêmement inspirant », justifie Albert Dupontel. « J'y ai vu un pamphlet élégamment déguisé contre l'époque actuelle. Tous les personnages me paraissaient d'une modernité confondante. Une petite minorité, cupide et avide, domine le monde. (...) Le récit contenait également une histoire universelle, dans le rapport d'un père plein de remords à un fils délaissé et incompris. Et enfin, l'intrigue de l'arnaque aux monuments aux morts créait un fil rouge donnant rythme et suspens au récit. »
Pendant six mois, le réalisateur a arpenté la région parisienne, entre la capitale et le Val d'Oise, afin d'y réaliser les différentes séquences du film. Tous les décors principaux sont un savant montage entre plusieurs sites différents.
Les extérieurs de la maison où se cachent Édouard et Louise (Héloïse Balster) se partagent entre deux lieux distincts qui n'ont pas empêché Albert Dupontel de filmer un plan-séquence particulièrement compliqué où l'on voit la petite fille marcher sur les pavés d'une rue de Magny et franchir un porche, pour entrer dans le même mouvement sur une placette située à Theuville. Pour ce trucage, il a fallu couper l'image en deux en profitant de l'angle du portail. Les intérieurs de cette maison ont été réalisés dans les anciennes dépendances du château de Chambly, à Ronquerolles.
Les scènes de tranchées ont été reconstituées sur un champ de Livilliers lors d'un tournage épique en raison de pluies diluviennes tombées juste avant le tournage, en mai 2016. À quelques centaines de mètres de là, un trou énorme a été creusé afin d'y reconstituer le chantier d'une station de métro. La vraie star du film est la jeune Héloïse Balster, une élève du collège Jean-Claude Chabanne de Pontoise.
« Parmi les dizaines de petites filles, son visage faussement boudeur a capté la caméra », justifie le cinéaste acteur. « Sa spontanéité, son enthousiasme ont fait le reste. On l'a parfois filmée sans qu'elle le sache, et c'est encore plus spectaculaire. De plus, la,complicité avec Nahuel Perez Biscayart était parfaite, et cela a beaucoup servi le film. »