La película es una adaptación libre de la novela Vidas gemelas, escrita por la autora Joyce Carol Oates bajo el seudónimo de Rosamond Smith.
François Ozon reconoce sentir "admiración" por Joyce Carol Oates, ya que admira su "escritura precisa, su sutileza psicológica, la ambigüedad de sus personajes y la inteligencia de sus relatos".
Cuatro años después de Joven y bonita, la actriz protagonista Marine Vacth vuelve a la gran pantalla junto a Jérémie Renier, actor que ya había trabajado anteriormente con el director François Ozon en Amantes criminales y Potiche, mujeres al poder.
El director ha aclarado que, dado que su anterior trabajo, Frantz, tenía una puesta en escena clásica, ha preferido optar por algo más estructural y que le permitiese experimentar con una imagen más contemporánea en esta cinta.
El amante doble ha estado en la Selección Oficial de la 70ª edición del Festival de Cine de Cannes, donde estuvo nominada a la Palma de Oro.