Dans les yeux de Tammy Faye est un projet de longue date. En 2012, Jessica Chastain visionne le documentaire The Eyes of Tammy Faye (2000), réalisé par Fenton Bailey et Randy Barbato, centré sur le parcours hors normes de la chanteuse et télé-évangéliste Tammy Faye. La comédienne est alors immédiatement attirée par cette histoire vraie et décide d'acquérir les droits du documentaire pour en faire un biopic.
A noter que le téléfilm Fall from Grace, sorti en 1990 et porté par Kevin Spacey et Bernadette Peters, a déjà abordé l'histoire de Tammy Faye et Jim Bakker.
Andrew Garfield et Louis Cancelmi ont déjà joué ensemble dans The Amazing Spider-Man : Le Destin d'un héros (2014).