Di Cronaca di un amore Antonioni è anche autore del soggetto, mutuato dalla tradizione hard-boiled americana, James M. Cain in particolare, e dal caso giudiziario della Contessa Maria Pia Bellentani che uccise nel 1948 l’amante Carlo Sacchi. È, inoltre, co-autore della sceneggiatura, riscrive i movimenti della macchina da presa per innovare il linguaggio cinematografico, dirige gli attori, specialmente Lucia Bosè, con pugno di ferro, impiegando, nella sua stessa definizione “mezzi . . . meccanici e odiosi”; partecipa attentamente e scrupolosamente al montaggio. Secondo la testimonianza dell’aiuto regista Francesco Maselli, inoltre, Antonioni voleva pianificare anche la promozione del film, amareggiato dal rifiuto della Mostra di Venezia.