อภิชาติพงศ์ได้แรงบันดาลใจในการสร้างสรรค์ผลงานนี้จากแหล่งใหญ่สองแหล่ง คือ การเดินทางไปยังตำบลนาบัว อำเภอธาตุพนม จังหวัดนครพนม แล้วได้พบกับชาวบ้านที่ผ่านช่วงเวลาที่รัฐบาลทำสงครามต่อต้านคอมมิวนิสต์ ในช่วง พ.ศ. 2508 - พ.ศ. 2525 และหนังสือ คน ระลึกชาติ เขียนโดยพระศรีปริยัติเวที แห่งวัดป่าแสงอรุณ จังหวัดขอนแก่น[3] มีเนื้อหาเกี่ยวกับประสบการณ์การระลึกชาติของนายบุญมี ผู้เคยเกิดเป็นนายพราน เป็นเปรต เป็นควายเป็นวัว ก่อนจะมาเกิดเป็นคนในภพชาตินี้ ซึ่งขณะที่เขาได้อ่านหนังสือเรื่องนี้บุญมีได้เสียชีวิตไปแล้ว โดยหนังสือเรื่องนี้เป็นแรงบันดาลใจในการเขียนบทให้เขาเรื่องเนื้อหาและโครงสร้าง ส่วนเนื้อเรื่องในภาพยนตร์เขากล่าวว่าเป็นเรื่องที่เขาคิดขึ้นเอง[4][5] โดยเนื้อเรื่องและการออกแบบงานสร้างเขาได้รับแรงบันดาลใจจากรายการโทรทัศน์สมัยก่อนและการ์ตูนไทย ที่มักมีเนื้อเรื่องง่าย ๆ และเต็มไปด้วยองค์ประกอบเรื่องที่เหนือธรรมชาติ[5]

ทุนสร้างภาพยนตร์มาจากบริษัทของอภิชาติพงศ์ ชื่อ คิกเดอะแมชชีน, บริษัทอิลลูมิเนชันส์ของอังกฤษ, บริษัทแอนนาแซนเดอร์สของฝรั่งเศส, บริษัทแมตช์แฟกทอรีและ Geissendörfer Film- und Fernsehproduktion ของเยอรมนี และบริษัทเอ็ดดีเซตาของสเปน[6] ยังได้รับทุนสนับสนุน 3.5 ล้านบาทจากกระทรวงวัฒนธรรม ประเทศไทย[7]

ภาพยนตร์ถ่ายทำในระหว่างเดือนตุลาคม พ.ศ. 2552 ถึง กุมภาพันธ์ 2553 ที่มีอุปสรรคเรื่องภูมิอากาศ ทั้งที่กรุงเทพและในภาคอีสานของไทย[6] โดยใช้ฟิล์ม 16 มม. ในการถ่ายเนื่องจากเหตุผลด้านทุนและต้องการให้ดูเหมือนภาพยนตร์ไทยสมัยก่อนมากกว่า[7]

ลุงบุญมีระลึกชาติ เป็นส่วนเติมเต็มสุดท้ายของผลงานชุด "ดึกดำบรรพ์" (Primitive) ของอภิชาติพงศ์ ซึ่งนอกจากภาพยนตร์เรื่องนี้แล้วยังประกอบด้วยงานศิลปะแบบจัดวาง (Installation Arts) ที่จัดแสดงในพิพิธภัณฑ์ศิลปะตามเมืองใหญ่ทั่วโลก เช่น มูลนิธิเพื่อศิลปะและการสร้างสรรค์แห่งเมืองลิเวอร์พูล ประเทศอังกฤษ พิพิธภัณฑ์ศิลปะสมัยใหม่ปารีส ประเทศฝรั่งเศส เป็นต้น รวมถึงภาพยนตร์สั้นอีก 2 เรื่อง ได้แก่ "จดหมายถึงลุงบุญมี" และ "ผีนาบัว"[8]