Avant sa sortie en France, Le Secret des mésanges a été présenté dans plusieurs festivals en Europe parmi lesquels ceux d’Annecy, Leipzig, Zurich ou encore le BFI London Film Festival.
Il s’agit du premier long-métrage d’animation d’Antoine Lanciaux qui avait jusqu’ici essentiellement réalisé des courts-métrages comme L’été de Boniface (2011), L’automne de Pougne (2012) ou Neige (2015).
À l’instar de Lucie, l’héroïne de son film, Antoine Lanciaux s’est également retrouvé dans la même situation lorsqu’il était enfant. En effet, sa mère a été abandonnée par ses parents et il lui a donc posé beaucoup de questions à ce sujet. Devant l’absence de réponses, le jeune garçon s’est alors résigné à aller chercher quelques explications ailleurs, à travers des histoires qu’il s’inventait en dessinant, découpant ou en lisant des bandes dessinées.
Le Secret des mésanges permet à Antoine Lanciaux de collaborer une nouvelle fois avec l’illustrateur et réalisateur Pierre-Luc Granjon. Ce dernier l’a notamment accompagné sur plusieurs de ses films précédents comme L’Automne de Pougne (2012) et Neige et les arbres magiques (2015).
Le Secret des mésanges a nécessité la réalisation de 2 000 pantins (confectionnés par une équipe de dix-sept personnes) et 826 décors.
Le Secret des mésanges a été réalisé en papier découpé ou technique "cut-out" qui permet de créer une animation 2D à partir d'objets très concrets : "Tout le charme de cette technique d’animation réside dans la simplicité de ses formes et l’humilité des matériaux utilisés — papier, carton, tissu... Ici, l’imagination est la seule frontière", selon les propos du réalisateur. Cela a nécessité 10 395 heures de travail réparties sur 17 personnes pour la création des pantins et 8 232 heures de travail pour les décors.