Le film est une adaptation du livre de Julie Pascoe intitulé L'Arbre du père.
D'après la réalisatrice, trouver le bon arbre a été la chose la plus importante mais aussi un sacré challenge pour l'équipe du film. Tout d'abord, il y avait beaucoup de paramètres qui rentraient en jeu: il fallait une maison à bonne distance de l'arbre, quelques voisins et un paysage fort, mais il était surtout indispensable pour la réalisatrice que l'arbre soit vrai. L'équipe du film a donc été priée de continuer les recherches pour trouver l'arbre parfait quitte, au pire des cas, à construire une maison et à créer un voisinage.
Le casting de ce film a été très long et complexe, la production étant à la recherche d'une fille un peu garçon manqué et sauvage qui n'ait pas encore trop de bagage derrière elle. Il a fallu donc auditionner plus de 200 fillettes avant de trouver une petite fille qui puisse porter un si grand rôle en la personne de Morgana Davies.
En plus des cinq jeunes acteurs, il y avait énormément d'enfants sur le tournage: ceux de la réalisatrice, de Charlotte Gainsbourg, de l’équipe technique et des productrices.
Julie Bertuccelli confie : "Dans le documentaire, tout peut arriver, on ne peut pas tout prévoir, tout planifier. Je veux garder cette force et rester attentive à ce que la réalité nous offre. Lorsque nous étions en train de tourner sur la plage, nous avons entendu un bulletin météo annonçant une grosse tempête. Nous avons donc décidé d’accélérer les prises de vue afin de retourner au plus vite près de l’arbre et de la filmer là-bas pour l’intégrer à la scène de la tempête, à la fin du film. C’est la même chose pour les scènes avec les enfants, quand on pouvait leur « voler » des moments imprévus, on n’a pas hésité."
La réalisatrice a toujours voulu adapter Le baron perché d'Italo Calvino, ce qui lui était impossible, étant donné que les droits étaient bloqués. Elle a donc continué à chercher une histoire avec un arbre, jusqu'à ce qu'elle découvre L’Arbre du père de Julie Pascoe qui a été une vraie révélation pour elle. Une productrice australienne ayant déjà acheté les droits, il a fallu la contacter pour lui proposer une association autour du film.
L'Arbre a été présenté en compétition au 63ème Festival de Cannes en tant que film de clôture. Le film a également ouvert le Festival de la Rochelle, la même année.