Avec Sous le ciel de Kyoto, Akiko Ohku a "mis tout mon espoir dans la jeunesse d'aujourd'hui, reflétant peut-être de manière égoïste mes pensées actuelles à travers leurs histoires." Elle estime que le monde réel et celui du cinéma peuvent dialoguer et que la fiction peut avoir un véritable pouvoir : "Face à une réalité comme la tragédie du monde, je me demande ce que je peux faire. Par exemple, un jeune conscient de la situation mais se disant « Je ne sais pas quoi faire », pourrait voir une manifestation et se dire : « Je vais marcher avec eux. » Je voulais montrer des jeunes qui entreprennent de petits gestes comme celui-ci, même dans la fiction. J’ai inclus des scènes de ce genre en espérant que le film trouverait un écho dans la réalité."
Lors d'une recherche de lieux de tournage à l'université du Kansai, la réalisatrice a visité une exposition dédiée à Kitamura Kaneko, la première étudiante de l'université et journaliste féministe décédée prématurément (1903-1931). Akiko Ohku été profondément touchée en entendant sa voix dire "Il est normal d'être en colère, d'être indigné" dans un enregistrement de 1927 où elle lisait un extrait de son livre Strange Chastity : "Plus d'un siècle plus tard, ses paroles ont réveillé ma colère face à la persistance des inégalités entre les sexes dans la société. J'ai voulu exprimer ma solidarité avec elle en faisant en sorte que l’un des personnages du livre ressente et exprime cette même indignation."
Le film explore la notion de sérendipité, d'heureux hasard. Lorsque la réalisatrice a rencontré Fukutoku Shusuke, l'auteur du roman original, elle lui a demandé pourquoi les deux protagonistes, bien qu'ils soient dans la même année et qu’ils étudient à la même université, ne s'étaient jamais croisés. Elle se souvient de leur conversation : "Il m'a répondu avec désinvolture : « C'est juste une de ces coïncidences étranges », et je me suis dit : « C'est de la sérendipité, n'est-ce pas ? ». Ce mot m'est venu immédiatement à l'esprit. La sérendipité est le fait qu’une succession d’évènements hasardeux puissent mener à une découverte bénéfique alors que l’on cherchait autre chose. Je me suis donc demandé si je pouvais aborder leur romance dans un style similaire à celui de la trilogie Before de Richard Linklater."
La réalisatrice souhaite que ses films reflètent plus que jamais sa vie actuelle. Avec Dans le ciel de Kyoto, elle manifeste un souci particulier pour le réalisme. Ainsi, l'équipe a tourné à l'université Kansai, comme dans le roman, et même la nourriture utilisée n'était pas un accessoire comme c'est souvent le cas dans les films, mais de la vraie nourriture trouvée dans les supérettes. Quant à la bande originale, il n'y avait pas de musique de fond, seulement des morceaux que les personnages écoutaient de manière réaliste dans leur vie quotidienne.