Действие сюжета происходит в Литве в 1938-1946 годы. В этот страшный период никто не мог быть ни в ком уверен, поскольку не было понимания, где свой, а где чужой. На фоне этой трагедии разворачивается романтическая история Макса (Риналь Мухаметов) и Лаймы (Юлия Пересильд).

«Холодное танго» стал первым фильмом постановщика Павла Чухрая после 10-летнего перерыва в режиссёрской карьере.

Идея сюжета «Холодного танго» пришла к режиссёру после прочтения повести Эфраимы Севелы «Продай твою мать». Но к производству фильма Чухрай приступил лишь спустя несколько лет — после того, как осознал, что тема, затронутая в книге, стала актуальной на сегодняшний день.

«Я прочитал повесть Эфраима Севелы «Продай свою мать» несколько лет назад. Меня не могли оставить равнодушными ни любовная история, полная драматизма, ни яркие человеческие характеры, ни держащий в напряжении сюжет. Все это накрепко связано с драматическими событиями двадцатого века», — рассказал режиссёр.

В отличие от персонажа своего романа, Эфраим Севела не был уроженцем Литвы, но он жил и работал в ней в первые послевоенные годы.

Картина является завершающей частью трилогии о сталинской эпохе, в которую также вошли ленты «Вор» (1997) и «Водитель для Веры» (2004).

В полной, телевизионной версии фильма есть сцена танца главных героев, давшая картине её название. В киноверсию, однако, эта сцена не вошла.