Bildmotive van Goghs dienten als Vorlage für den Film. Durch die Zusammensetzung einzelner Gemälde zu einem bewegten filmischen Ganzen mussten neben Größenanpassungen auch Tages- oder Jahreszeiten der Originale verändert werden. Zwar handelt es sich bei „Loving Vincent“ um einen Animationsfilm, jedoch wurden die einzelnen Szenen mit echten Schauspielern und Schauspielerinnen gedreht. Gemälde-Animatoren haben im Nachhinein das filmische Material in dem von van Goghs Bildern vorgegeben Stil in 65.000 einzelnen Ölgemälden „verbildlicht“. Der lebendige Charakter ergibt sich aus vielen kleinen Änderungen der einzelnen Pinselstriche, die das Bild bewegen und Farbänderungen ermöglichen. Die Erzählung gliedert sich in zwei Teile, die bildlich deutlich zu unterscheiden sind: Handlungen in der Gegenwart orientieren sich an van Goghs Gemälden. Episoden, in denen Armand durch Erzählungen von Vincents Vergangenheit und Lebenssituation erfährt, sind durch schwarz-weiße Rückblenden realisiert.
