Создатели мультфильма перенесли действие в холодную Россию - в мифический город, напоминающий Москву и Петербург одновременно. В остальном они четко следуют сюжетной линии, включая трагический конец сказки. Это послужило причиной конфликта мультипликаторов с топ-менеджерами студии "Уолт Дисней", которые настаивали на традиционном для США хэппи-энде. Было создано три варианта "мягкой" концовки, пока наконец руководство "Диснея" не уступило, чтобы не испортить весь мультфильм.

При работе над "Девочкой со спичками" использовалась разработанная студией "Уолт Дисней" совместно с Pixar программа компьютерной анимации CAPS. При этом создатели сознательно отказались от цифровых "задников", для того чтобы сохранить общую "акварельную фактуру" и добиться естественного плавного сочетания персонажей и фона. Для изображения реального мрачного мира, в котором живет девочка, было решено использовать одноцветную серую палитру, в то время как мир ее мечты представлен в ярких красках.

Особенное внимание было уделено саундтреку к мультфильму. Изначально планировалось использовать "Лунный свет" Клода Дебюсси, но потом авторы остановили свой выбор на струнном квартете №2 (ре-мажор) Александра Бородина в исполнении Emerson String Quartet.