Obsadzenie Lindy Darnell w roli Matki Boskiej wzbudziło wiele kontrowersji. Początkowo rolę tę powierzono Lorecie Young. Kiedy wybór padł na kontrowersyjną Darnell, mającą opinię rozwiązłej i do tego alkoholiczki, Franz Werfel, autor powieści, na podstawie której powstał film, nie chciał występować w napisach. Jak na złość, Darnell była wtedy w nieślubnej ciąży. Jednak producent, Darryl F. Zanuck, nie zgodził się na zamianę, a Werfelowi powiedziano, że w roli tej obsadzą inną aktorkę - tak się nie stało.
Gdy David O. Selznick usłyszał o produkcji filmu "Pieśń o Bernadette", użył swoich wpływów, by w tytułowej roli obsadzić swoją ówczesną dziewczynę Jennifer Jones.
Anne Baxter, Teresa Wright i Gene Tierney były testowane do roli Bernadette.
O główną rolę ubiegała się Linda Darnell, ostatecznie otrzymała rolę Najświętszej Maryji Panny.
Film powstał w Los Angeles, Kalifornia w USA.
Jennifer Jones występowała wcześniej w filmach, ale pod swoim prawdziwym nazwiskiem - Phyllis Isley. Aby sprawić wrażenie, że jest debiutantką, nadano jej pseudonim i w napisach pojawiło się "i przedstawiając Jennifer Jones jako Bernadette".
Okres zdjęciowy trwał od 29 marca do czerwca 1943 roku.