Regisseur Stanley Donen hatte bereits 1963 mit „Charade“, einer Kriminalkomödie mit Audrey Hepburn und Cary Grant, einen großen Erfolg gefeiert. „Arabeske“ wird oft als geistiger Nachfolger zu „Charade“ betrachtet. Beide Filme spielen gekonnt mit den Elementen des Spionage-Genres, versetzt mit humorvollen Dialogen und einer gehörigen Portion Romantik. Das Drehbuch zu „Arabeske“, basierend auf dem Roman „The Cipher“ von Gordon Cotler, wurde während der Produktion mehrfach überarbeitet, um es noch stärker an die Stärken seiner beiden Stars anzupassen.
Ursprünglich war die männliche Hauptrolle des Professors David Pollock für Cary Grant vorgesehen, der jedoch ablehnte. So kam Gregory Peck an Bord, der vor allem für seine dramatischen und integren Rollen bekannt war. Peck war sich der komödiantischen Fußstapfen, in die er trat, durchaus bewusst. Berichten zufolge sagte er am Set scherzhaft zu Regisseur Donen, wenn eine Szene nicht auf Anhieb gelang: „Denken Sie daran, ich bin kein Cary Grant“ („Remember, I’m no Cary Grant“). Diese selbstironische Haltung trug zur charmanten und manchmal leicht unbeholfenen Darstellung des Akademikers bei, der unversehens in eine Welt internationaler Intrigen gerät.
Für Sophia Loren als geheimnisvolle Yasmin Azir wurde in Sachen Garderobe keine Mühe gescheut. Ihre aufsehenerregenden Kostüme wurden von dem berühmten Modehaus Christian Dior entworfen und unterstrichen ihre Rolle als Femme fatale. Die Schauspielerin selbst brachte ihre eigene glamouröse Aura in die Rolle ein und hatte am Set offenbar einigen Freiraum, ihre Figur mitzugestalten.
Eines der herausragendsten Merkmale von „Arabeske“ ist seine innovative und experimentelle Kameraarbeit. Regisseur Stanley Donen und Kameramann Christopher Challis setzten auf unkonventionelle Perspektiven, verzerrte Spiegelungen, Nahaufnahmen von Objekten und eine dynamische Kameraführung, um die Verwirrung und Paranoia der Hauptfigur visuell zu unterstreichen. Donen wollte das Publikum direkt in das Geschehen hineinziehen und ein Gefühl der Desorientierung schaffen.
Die Dreharbeiten fanden an prestigeträchtigen Orten in England statt, darunter das berühmte Pferderennen in Ascot. Eine der dramatischsten Szenen des Films spielt auf dem Crumlin-Viadukt in Wales. Interessanterweise wurde die beeindruckende Eisenbahnbrücke kurz nach den Dreharbeiten abgerissen, was „Arabeske“ zu einem der letzten filmischen Zeugnisse dieses Bauwerks macht.
