Le Tableau volé est inspiré d'une histoire vraie : la découverte, au début des années 2000, d’un tableau d’Egon Schiele dans le pavillon d’un jeune ouvrier chimiste de la banlieue de Mulhouse par un spécialiste d’art moderne d’une grande maison de vente internationale... Tableau qui s’est révélé être une œuvre spoliée par les nazis.
Iliana Lolic, qui est créditée comme collaboratrice au scénario, a effectué une vingtaine d’entretiens dans le monde des ventes aux enchères : des commissaires priseurs, des galeristes, des collectionneurs, des antiquaires, etc. "C’est de ce matériau très abondant que j’ai extrait cette histoire et imaginé une intrigue, des personnages, comme la jeune stagiaire, l’ex-épouse, l’avocate, le jeune ouvrier, ses copains et sa mère, etc.", confie Pascal Bonitzer.