Desde su llegada a Arles, el 8 de febrero de 1888, la representación de los "efectos de noche" constituye una preocupación constante para Van Gogh. En abril de 1888, escribe a su hermano Théo: "Necesito una noche estrellada con cipreses o, tal vez, por encima de un campo de trigo maduro". En junio, confía al pintor Emile Bernard: "Pero, cuándo haré el Cielo estrellado, ese cuadro que siempre me preocupa" y, en septiembre, evoca el mismo tema en una carta a su hermana: "Con frecuencia me parece que la noche está aún más ricamente coloreada que el día". El mismo mes de septiembre realiza por fin ese proyecto que tanto le obsesiona.
Primero pinta un rincón del cielo nocturno en La terrasse d'un café sur la place du forum à Arles (Otterlo, Rijksmuseum Kröller-Muller). Después esa vista del río Ródano donde transcribe magníficamente los colores que percibe en la oscuridad. Predominan los azules: azul de Prusia, ultramarino o de cobalto. Las luces a gas de la ciudad brillan con un naranja intenso y se reflejan en el agua. Las estrellas centellean como piedras preciosas.
Unos meses más tarde, cuando acaba de ser internado, Van Gogh pinta otra versión del mismo tema: Ciel étoilé (Cielo estrellado, Nueva York, MoMA), donde se expresa toda la violencia de su psiquis perturbada. Los árboles adoptan la forma de llamas mientras que el cielo y las estrellas se arremolinan en una visión cósmica. En la Noche estrellada, la presencia de una pareja de enamorados en la parte inferior del lienzo refuerza la atmósfera más serena del cuadro conservado en el Museo de Orsay.