L'idée de Solo Mamma est née de l'histoire personnelle d'une amie de la réalisatrice Janicke Askevold. Après avoir eu un enfant via un don de sperme au Danemark, celle-ci a retrouvé l'identité de son donneur grâce aux informations fournies par la clinique, avant de le contacter sur les réseaux sociaux. « Ils se sont parlé, il est venu en Norvège et ils sont tombés amoureux. [...] C'est une magnifique histoire, une comédie romantique à l'envers », explique la cinéaste.
Afin d'assurer un cadre éthique et bienveillant, l'équipe a aménagé des conditions de travail spécifiques sur le plateau. Le jeune acteur de 4 ans et demi imposait des journées de tournage réduites à 8 heures, tandis qu'une actrice venait de donner naissance. Janicke Askevold raconte : « Au moment du tournage, le plus petit avait trois mois et on faisait des pauses allaitement. [...] Quand il avait besoin de manger, on arrêtait de tourner et on reprenait quand le bébé était d'accord. »
Pour concevoir l'esthétique visuelle du film, la cinéaste s'est nourrie de références variées allant d'Agnès Varda à Paul Thomas Anderson, en passant par l'expressionnisme allemand. Lors de la séquence clé où le personnage d'Édith rencontre son donneur, elle a privilégié un style dépouillé : « Je voulais que le décor du lieu, mais aussi l'image soit ultra graphique, que les lignes soient claires, très épurées. On a joué avec le zoom, mais sur des plans totalement fixes. »