Corações Sujos é o 3º filme dirigido por Vicente Amorim. Os anteriores foram O Caminho das Nuvens (2003) e Um Homem Bom (2008)
O diretor Vicente Amorim comprou o livro "Corações Sujos", de Fernando Morais, após concluir as filmagens de O Caminho das Nuvens. Ele começou a lê-lo sem ter por objetivo adaptá-lo para o cinema mas, após concluí-lo, resolveu que era esta a história que procurava para um novo filme.
Fernando Morais escreveu o livro em 2000. A vontade de pesquisar mais sobre a história relatada em "Corações Sujos" surgiu anos antes, quando o autor entrevistava uma jovem nissei durante as pesquisas para o livro "Chatô, o Rei do Brasil". Durante a conversa, a jovem citou que seu pai fazia parte de uma "seita nipônica", mas depois desconversou. Isso foi o suficiente para deixar Fernando Moriais instigado.
Em 2001 Corações Sujos recebeu o Prêmio Jabuti de Livro do Ano de Não-Ficção
Vicente Amorim e o roteirista David França Mendes pesquisaram durante dois anos, antes da conclusão do roteiro de Corações Sujos.
Estreia da menina Celine Fukumoto, de apenas 10 anos, no cinema. Mesmo sem nenhuma experiência prévia ela superou centenas de candidatas e consegui o papel de Akemi, filha de Naomi e Sasaki. Nascida no Brasil e neta de japoneses, Celine ainda não fala o idioma japonês com fluência, mas não teve dificuldades para decorar as falas. Quando a menina tinha alguma dificuldade, recorria à Tsuyoshi Ihara, o protagonista do filme, ou à Kimiko Yo que interpreta sua mãe.
As filmagens ocorreram durante 34 dias nas cidades de Paulínia e Campinas, entre abril e maio de 2010.
Cerca de 70% do filme é falado em japonês.
Foi contratada uma tradutora para adaptar os diálogos para o japonês dos anos 40, época em que se passa a história do filme.