«Радуга» поставлена по повести Ванды Василевской. За основу сюжета Василевская взяла реальную историю. Прототипом главной героини «Радуги» Олены Костюк стала жительница Уваровки Александра Дрейман — партизанка, которую вместе с ее новорожденным сыном замучили немцы. Она была посмертно награждена орденом Ленина.
Фильм снимали в 1943 году в Ашхабаде, куда в то время была эвакуирована Киевская киностудия имени А. Довженко. Работа над фильмом проходила в очень сложных условиях. На городском стадионе мастера-декораторы соорудили макеты деревенских домов, которые потом засыпали солью, имитирующей снег. Действие картины разворачивается в декабре, а съемки проводились летом, в сорокаградусную жару, и актерам пришлось сниматься в зимней одежде под палящим туркменским солнцем.
Премьера фильма «Радуга» состоялась 24 января 1944 года. Он пользовалась огромной популярностью и на фронте, и в тылу. Считается, что фильм стал ориентиром для итальянских неореалистов в кинематографе.