Avant Virgil, Mabrouk el Mechri a réalisé trois courts métrages au sein du groupe fondé par Mathieu Kassovitz, "Connu Méconnu". D'abord, il dirige Mounir et Anita avec Samy Naceri et Marc Duret puis Generation Cutter avec Zinedine Soualem et Concours de circonstances marquant sa première collaboration avec Léa Drucker.
Le réalisateur Mabrouk el Mechri a rencontré Sidonie Dumas, productrice chez Gaumont, lors d'un projet qui n'a pas abouti. Deux plus tard, ils tombent d'accord sur le sujet, la boxe, et sur le choix de l'acteur principal Jalil Lespert, pour son premier long-métrage.
Au départ, le film de Mabrouk el Mechri devait s'intituler Dans la quatrième, tu te couches. Il explique pourquoi : "Je suis un fan des histoires de "coucheries" dans la boxe qui, pour moi, sont plus intéressantes que le sport lui-même et représentent un sous-genre en soi". Le titre "Virgil" était plus parlant pour le public.
Le choix du comédien Jalil Lespert est une évidence pour le réalisateur Mabrouk el Mechri. Il le voit dans Vivre me tue de Jean-Pierre Sinapi et sait qu'un homme capable de prendre vingt kilos pour jouer un culturiste tout en restant très humain est apte à incarner un boxeur/vendeur de sandwichs grecs !
Jalil Lespert déclare à propos de son personnage : "Il vit des choses pas forcément simples à gérer, il fait comme il peut, un peu comme tous les personnages du film d'ailleurs. Moi, je suis parisien, j'ai grandi en banlieue, dans les quartiers populaires et j'ai connu ces gens qui doivent se débrouiller avec pas mal de casseroles derrière eux".
En guise de préparation, Jean-Pierre Cassel a visionné avec Mabrouk el Mechri des fims sur la boxe comme Nous avons gagné ce soir de Robert Wise.
Pour des raisons de budget, Mabrouk el Mechri et son directeur de production ont décidé de tourner la quasi-intégralité du film en studio. C'est aussi un moyen "de ne pas faire de concessions, d'imaginer le film sans aucune frustration" a déclaré le réalisateur.
Les musiques ont été choisies parmi les classiques des années 70. On y retrouve entre autres Lalo Schifrin, Elmer Bernstein et Curtis Mayfield.