Мультфильм «Шкатулка с секретом» снял в 1976 году режиссер Валерий Угаров, который вместе с другими художниками «Союзмультфильма» работал над мультжурналом «Веселая карусель» и сериалом «Ну, погоди!». За основу сюжета была взята сказка Владимира Одоевского «Городок в табакерке». В ней рассказывается о мальчике, который чинит сломанную музыкальную шкатулку. Пока он пытается разобраться в устройстве предмета, все детали и механизмы оживают, поют и рассказывают о себе.
Произведение Одоевского переработал для мультфильма кинодраматург и сценарист Евгений Агранович. Он придумал новую деталь шкатулки — храповик. По задумке Аграновича именно без нее механизм не мог работать. В сказке же главной деталью была пружинка.
На создание картины Угарова вдохновил британский мультфильм «Желтая подводная лодка» о рок-группе The Beatles. Музыку к «Шкатулке с секретом» создал композитор Владимир Мартынов: раньше он уже работал с Угаровым над короткометражкой «Не про тебя ли этот фильм?». Песни механизмов исполнили участники советской рок-группы «Оловянные солдатики».