歌女红牡丹因从小习演旧戏深受封建礼教薰陶，长大后不幸嫁与无赖丈夫陈发祥一直遭受非人对待。但她恪守三从四德，毫无怨言。当初，她在舞台上名噪一时，月入丰厚，但仍不够丈夫挥霍。后因受刺激过度倒嗓，由主角沦为三四流配角，直至生活潦倒，仍委曲求全，听任丈夫虐待。家庭经济拮据，丈夫因无钱可供挥霍，迫红牡丹出卖女儿不成，便诱女儿外出，卖入娼门。事为暗地追求红牡丹的富商所悉，因同情她，出资赎其女还家。时丈夫因卖女心情懊恼，失手杀人，被捕入狱，她仍然既往不咎，真诚相待。临赴外地演出前夕，又专程去监狱探望。后来又托人营救丈夫出狱，终于使丈夫幡然悔悟，改邪归正。

1920年代末期，在电影事业较为发达的一些国家，有声电影发展已经颇有成绩。1926年12月开始，美国有声电影就大量涌入中国。但由于语言隔阂和文化观念不同，中国观众对于美国有声电影并未能够真正接受理解。中国有声电影是否生产的问题，由此进入了业内有识之士的探讨研究之列。当时各大电影公司也态度各异，联华影业公司和天一影片公司因为自身发行网路不同，对摄製无声、有声电影各持己见，明星影片公司则採取观望折中态度。

联华影业公司从20年代末期开始逐渐崛起，凭藉政治背景、经济实力和製片路线成为与明星影片公司、天一影片公司三足鼎立、分羹市场的公司。行业竞争的压力迫使明星影片公司需要另闢蹊径、出奇制胜，才可得以保存在业界的翘楚地位。洪深等公司人员的积极倡议，据理说服，张石川等公司高层改弦易辙的投资魄力，促成了《歌女红牡丹》的投入製片。

引进电影录音技术来摄製影片要满足三个前提条件，即资金、技术和人才。资金成本是首要因素。明星影片公司摄製有声影片可考虑的技术合作对象有美国、日本和法国等，美国西电公司的摄製专利费用以及版税费用动辄数十万美金，大大超出了中国製片商的经济承受能力，日本公司不仅索求费用很高，且要求中方演职人员要赴日拍摄。而恰逢百代公司正运到一架摄製蜡盘记音的声片机器，搁在那里，没有受主，因此便和明星公司合作。由此，由明星影片公司摄製、百代东方公司收音的《歌女红牡丹》开始拍摄製作。

影片採用蜡盘发音的方法，先按默片拍好，然后全体演员背熟台词，再到百代唱片公司将台词录到蜡盘上。录完后，一面在银幕上放影片，一面在放映间装留声机放蜡唱片，通过银幕后的扩音机播出。这种原始的方法顺利时还可以，但是遇到影片跳片、断片时，电影上张嘴的是男演员，而出来的声却是女声。该片的录音工作由法国人叚谷槐主持，张石川、程步高、洪深三人协助。在录音时，演员对着自己饰演的角色念台词，如有念错念快念慢，就要重来。所有演员与现场的工作人员每天都要呆在录音室里六七个小时，曾接连试验了四次，失败了四次，到第五次试验才获得成功，历时六个月，共製成18张蜡盘。

为拍摄该片，明星公司影片从前期筹备到后期製成一共历时三年，花费12万元。其中影片拍摄部分是从1930年中旬开拍，至年底摄製完成。

《歌女红牡丹》在中国电影史上具有划时代的意义，作为中国第一部有声电影，它实现了中国电影的技术突破，开启了中国第一批有声片试製的风潮。

影片人物形象个性突出、典型生动又类型鲜明，各种不同的人物构成了旧时都市剧团茶园的群像。影片对旧时都市艺人圈落生活境况的描摹呈现，扩大了中国早期电影的取材领域和表现範围，足见编剧对都市现实生活的深刻把握和慧心独具的艺术想像力。

《歌女红牡丹》特刊封面

影片準大团圆式的结尾设定，透露了编剧洪深的改良主义思想，即呼吁人性道义，宣扬惩恶劝善，导人改过从善，这与其此前剧作《早生贵子》有异曲同工之处。影片最后一组人物对话直接揭示剧中人物命运悲剧的原因，表现出批判人生和针砭社会的鲜明倾向。

影片整体上在富有教化意义的悲欢离合故事中，寄予了对女性命运和旧社会艺人命运的思考，批判了愚孝、愚忠等旧礼教对女性思想的荼毒，对女性命运的戕害，揭露了黑暗社会对艺人的压榨和剥削。戏剧性情节结构模式，铺陈悲苦的情绪表述，善恶对立分明的人物形象，社会教化的使命意识和人道关怀的情感倾向，共同构建了影片家庭伦理情节剧的鲜明特徵（《当代电影》评）。