迪士尼公主片的历史可以追溯到1937年的电影《白雪公主和七个小矮人》。自那时以来，迪士尼一共推出了13部公主电影，跨越了八十年的时代变迁。其中包括了《冰雪奇缘》、《勇敢传说》等。
2010年初，迪士尼紧急叫停已经在创作的2D动画片《白雪皇后》，但继续推进同为公主片的《长发公主》，后者是用3D技术制作的。《白雪皇后》就是《冰雪奇缘》的前身，手绘粉丝惊呼传统动画霸主变节。《公主与青蛙》不仅打击了迪士尼重拾手绘的信心，也让他们再次怀疑“公主”的市场前景。《长发公主》本来遵循一贯传统，以女主角名字命名影片，但“乐佩”一看就是公主题材，迪士尼担心损失男性观众，于是加大了男主角戏份，还把名字改名为《纠缠》。这种纠结行为让观众批评迪士尼为了市场放弃经典标题。《纠缠》引进大陆时，翻译成直白易懂的《长发公主》。
这是迪士尼第一次以3D技术拍摄公主片，不惜血本，花了2.6亿美元，创下迪士尼制作成本纪录，5.9亿票房不尽如人意。长发公主的设计原型是著名影星娜塔丽·波特曼和《律政俏佳人》主演瑞茜·威瑟斯彭，动画师称，关键是要给她一双“有灵魂和深度”的眼睛。
迪士尼特别采用了非真实感绘制技术(NPR),并且引入多名2D动画师参与设计，以使画面仍然保留一些油画意境，不要太“逼真”离传统太远。影片画风以洛可可代表画家弗拉戈纳尔的名画《秋千》为标准，浪漫奢华。值得一提的是，在《冰雪奇缘》中，安娜公主在皇宫画廊里唱歌跳跃，有一幅男子推女子荡秋千的油画一闪而过，那就是根据弗拉戈纳尔的作品改画的。
《冰雪奇缘》是近二十年来，第一部真正让公主片扬眉吐气的电影。故事原型是安徒生的童话《冰雪皇后》，20世纪40年代，迪士尼就试图将这个故事搬上银幕，但由于原著文学性很强，情节和人物抽象，始终想不出将角色具象化的改编模式。2008年，迪士尼再次启动冰雪皇后手绘项目，但终因《公主与青蛙》的失败成了烂尾楼。
2011年底，《长发公主》的成功让迪士尼决心复活冰雪皇后，从头开始，用3D技术制作，并且进行大尺度改编，最终故事基本和安徒生原著关系不大了。影片制作过程中的一大突破是主题曲《LET IT GO》(大陆翻译版名为《随它吧》)的完成，这首歌给予主创人员灵感，把艾莎公主塑造得性格更加复杂、敏感、令人疼惜。为了向安徒生致敬，三位主角汉斯王子、卖冰人克里斯托夫、小公主安娜的名字其实出自汉斯·克里斯蒂安·安徒生这个全名。
继承《长发公主》的经验，《冰雪奇缘》也同时使用了电脑和手绘两种手法。导演詹妮弗·李对布景的可信度要求很严苛，设计师到挪威采风，将当地大量实景再现在动画中。他们还到怀俄明州的杰克森谷地，穿着不同衣服体验走在深雪中的感觉，包括穿着长裙。为了打造艾莎居住的冰雪城堡，设计师去加拿大魁北克考察冰雪酒店，观察光线如何反射和折射，艾莎用魔法建造城堡的过程，仅一帧就需要50位动画师花费30个小时。
