Propozycję zagrania roli Humberta odrzucili: Cary Grant, Laurence Olivier i Noel Coward.
Rolę Lolity odrzuciły Tuesday Weld i Hayley Mills.
Do roli Humberta Humberta brani byli pod uwagę David Niven oraz Rex Harrison, odmówili jednak obawiając się, że rola ta jest zbyt ryzykowna i może zaszkodzić ich karierom.
Sue Lyon, 14-latka z Iowa, dostała rolę tytułową po tym, jak Kubrick przejrzał fotografie ponad 800 kandydatek.
Errol Flynn był rozważany do roli Humberta Humberta, ale umarł przed rozpoczęciem zdjęć do filmu.
Stanley Kubrick chciał obsadzić w roli Lolity Joey Heatherton, jednak ten pomysł został udaremniony przez ojca aktorki, który nie zgodził się, aby córka wystąpiła w tym filmie.
Wielokrotnie w czasie trwania filmu zmienia się wygląd, jak i numer rejestracyjny samochodu należącego do profesora Humberta (James Mason). Gdy główny bohater przyjeżdża, by odebrać Lolitę (Sue Lyon), na tablicy rejestracyjnej widać numer 2178. Kiedy mężczyzna zatrzymuje się na stacji benzynowej, do przedniej kratownicy przyczepiona jest lampa, a numer rejestracyjny to 17459. Chwilę później lampa znika, a na tablicy znajduje się kolejny numer, tj. AC629, zaś pod koniec filmu widzimy ponownie rejestrację 17459.
Kiedy Humbert (James Mason) i Charlotte (Shelley Winters) rozmawiają o wysłaniu Lolity (Sue Lyon) na obóz dla dziewcząt, kobieta trzyma zapalonego papierosa w cygarniczce w lewej dłoni, gdy ujęcia są skierowane na Humberta. Gdy ujęcia są skierowane na Charlotte, w żadnej ręce nie ma papierosa. Zmienia się to w tę i z powrotem wraz ze zmianą ujęć między postaciami.
Butelka stojąca na ławce fortepianowej w domu Quilty'ego (Peter Sellers) znika, gdy mężczyzna siada, aby grać na pianinie.
Gdy Humbert (James Mason) sięga do tylnego siedzenia, aby sprawdzić czoło Lolity (Sue Lyon), czy ma gorączkę, ma plaster na kciuku. Jednak sekundę później, gdy faktycznie dotyka jej twarzy, plaster znika.
Włosy na klatce piersiowej Humberta (James Mason) zmieniają się z mokrych na suche wraz ze zmianą pozycji kamery, gdy jest on w wannie.
Zdjęcia do filmu powstały w Albany (Nowy Jork, USA), Newport i Westerly (Rhode Island, USA) oraz Gerrards Cross, Borehamwood, Bushey (Anglia, Wielka Brytania), a także nad jeziorem George (Nowy Jork, USA).
W filmie Lolita nosi zwyczajne okulary słoneczne. W przeciwieństwie do filmowych plakatów, na których oprawki jej okularów mają kształt serca.
Brano pod uwagę zakończenie, w którym Humbert i Lolita pobierają się w stanie, w którym małżeństwo nieletnich jest dozwolone. Chciano w ten sposób wywołać dobre wrażenie na cenzorach.
Oryginalny scenariusz autorstwa Nabokova różnił się od książki w znacznym stopniu i został przez Kubricka wykorzystany tylko częściowo. W późniejszym czasie wydano go pod tytułem "Lolita: scenariusz". Co interesujące, wedle tego scenariusza w filmie rolę miał mieć Nabokov - jako "świr z siatką na motyle".
Kubrick wraz ze swoim przyjacielem, producentem Jamesem B. Harrisem, zakupili prawa do powieści Nabokova za zawrotną jak na tamte czasy sumę 150 tys. dolarów.
Peter Sellers mimo podpisania kontraktu na ten film, aktywnie brał udział w innych przedsięwzięciach aktorskich. Sceny z jego udziałem zdołano nakręcić w zaledwie 2 tygodnie, w grudniu 1960. Gwoli przypomnienia, w tymże roku zagrał w 3 filmach.
Okres zdjęciowy trwał od 28 listopada 1960 do marca 1961 roku.
Sue Lyon nie wzięła udziału w nowojorskiej premierze w czerwcu 1962 roku, ponieważ była za młoda, aby zobaczyć film. Pozwolono jej jednak uczestniczyć w premierze w Londynie, która odbyła się we wrześniu w Columbia Theatre.
Stanley Kubrick zorganizował specjalny pokaz dla Vladimira Nabokova na kilka dni przed premierą filmu. Wtedy to autor dowiedział się, że większość jego scenariusza została zmieniona.