Царь Иоанн Васильевич Грозный в современной Москве слушает на магнитофоне песню Высоцкого «Эх, раз, ещё раз».
В сцене допроса милиционерами Иван Васильевич на вопрос о годе рождения отвечает: «Тысяча пятьсот тридцать третий от Рождества Христова.», хотя Иван Грозный родился 25 августа 1530 года, а летоисчисление «от Рождества Христова» было введено Пётром I только в 1700 году. До этого на Руси вели летоисчисление «от сотворения мира». Таким образом, ответ Ивана Васильевича должен был звучать как «Лето семь тысяч тридцать восьмое от сотворения мира».
Шведский посол говорит не на шведском, а на немецком языке.
То, что посол говорит на немецком языке, соответствует тексту пьесы Булгакова.
На вопрос Бунши царица отвечает «Марфа Васильевна я». Это может быть только Марфа Васильевна Собакина, пробывшая женой Ивана IV Грозного всего 15 дней. Таким образом Жорж Милославский и Иван Васильевич Бунша находились в древней Москве в один из дней между 28-м октября и 12-м ноября 1571 года. 13 ноября Марфа Собакина умерла.
Кстати, крымский хан действительно шалил на Изюмском шляхе в 1571 году. Да так шалил, что сжег Москву в мае 1571 года. В следующем году крымский хан был разбит в Битве при Молодях.
Сцену звонка Жоржа «женским голосом» к Шпаку озвучивает Наталья Кустинская; песню «Разговор о счастье» поёт Валерий Золотухин.
Фильм был переозвучен Гайдаем из-за нападок цензуры в нескольких эпизодах. Первый: во время царского банкета Бунша спрашивает Милославского: «А кто платить будет?» Тот отвечает (цензура): «Ну, во всяком случае не мы», в оригинале по замыслу Гайдая, «Народ, народ, батюшка». Второй: сцена допроса Ивана Грозного в милиции: «Место жительства», царь отвечает: «В палатах». По замыслу Гайдая: «Москва — Кремль». Сцены погони за «пришельцами из будущего» снимались в Ростове Великом Ярославской области.
Царица Марфа Васильевна в эпизоде трапезы все время смотрит в пол. Гримерам не удалось полностью заретушировать синяк, полученный ею накануне от мужа.
Скипетр и держава, которые держит в руках Бунша (и которые изображены на иконе), как символ царской власти появились на сто лет позднее происходящих событий, в XVII веке.
В лифте («Замуровали, демоны!») царь крестится тремя перстами. До 1653 года православные крестились двумя перстами.
Занимает по посещаемости 17-е место среди отечественных фильмов за всю историю советского кинопроката.
Бунша, переодетый в царя, произносит, обращаясь к шведскому послу «Гитлер капут», но по губам читается «Мир, дружба».
Милиция приезжает расследовать квартирную кражу на автомобиле ГАИ.
Иваном Васильевичем могли бы стать — Юрий Никулин, Георгий Вицин, Евгений Лебедев.
Милославским могли бы стать Андрей Миронов, Георгий Юматов, Сергей Никоненко, Георгий Бурков.
На песню «Звенит январская вьюга» пробовалась София Ротару, но её исполнение из-за довольно низкого голоса не подошло для комедийного жанра фильма.
Зина (жена Шурика), заботясь об Иоанне Грозном в квартире произносит «Мало ли что могут подумать!», но по губам читается «Вас здесь могут увидеть!».
В один из моментов фильма, зрителю может показаться что был допущен брак озвучивания: Когда Бунша спрашивает Милославского, как он попал в квартиру Шпака, тот отвечает «Да ну вас к чёрту, что за пошлые вопросы!», при этом рот у Милославского закрыт. На самом деле, эту фразу говорит не Милославский, а Шурик, находящейся в тот момент за кадром (голоса Куравлёва и Демьяненко, действительно похожи).
В зарубежном прокате фильм шел под названием «Ivan the Terrible: Back to the Future» - «Иван Грозный: Назад в будущее».

Крылатый Пегас, который так понравился Семен Семеновичу Горбункову спустя несколько лет появится в фильме «Служебный роман» - его будет держать Новосельцев.
Последние кадры фильма: Горбункова бьет по голове стрела подъемного крана. На самом деле так вышло случайно, но Юрий Никулин доиграл дубль до конца... После съемок выяснилось, что у актера сотрясение мозга. Основные сцены фильма снимались в Баку (вместо заграничной Турции) и Сочи.
Пистолет, который капитан милиции передает Горбункову - трофейная «Беретта» модели 1934 г.
К съёмочной группе «Бриллиантовой руки» на всё время был приставлен капитан КГБ, но ещё до съёмок сценарий прошёл все круги цензуры. Вот лишь некоторые требования цензоров: сделать более выпуклой роль милиции (она, мол, слишком пассивна), сократить эпизод в ресторане с чествованием Шефа, убрать сцены с пионерами, которые его поздравляют, убрать реплики «как говорит шеф, главное в нашем деле — социалистический реализм» и «партию и правительство оставили на второй год», в монологе управдомши Плющ («И вы знаете, я не удивлюсь, если завтра выяснится, что ваш муж тайно посещает синагогу») последнее слово заменить на «любовницу» (при этом замена была сделана только в звуковой дорожке фильма, но не в кадрах, и поэтому слово «любовница» не попадает в артикуляцию героини).
В фильме было много «нецензурных» по тем временам отрывков. Последней сценой Гайдай поставил взрыв атомной бомбы. На предварительном просмотре это буквально шокировало цензоров; взрыв было приказано убрать, но зато остальные сцены были сохранены, на что и рассчитывал Гайдай.
Песню героини Светланы Светличной исполняет Аида Ведищева. Она же исполняет заглавные песни в фильмах Гайдая «Кавказская пленница» и «Иван Васильевич меняет профессию».
В фильме снялась вся семья Никулиных: жена Татьяна сыграла экскурсовода, а сын Максим — мальчика, который «шёл по воде».
Во время съёмок сцены рыбалки после очередного неудачного дубля замерзший Папанов, высунувшись из воды, рявкнул в сердцах на оператора: «Идиот!». Это было случайно снято, а потом Гайдай вставил эпизод в картину.
Эпизод, где Лёлик, планируя операцию «Дичь», отмеряет расстояния циркулем по карте и напевает «Летят утки», возможно, пародирует фильм «Чапаев», где герой гражданской войны, тоже с циркулем над картой, напевает «Чёрный ворон, что ты вьёшься…»
Режиссёр фильма Леонид Гайдай появляется в фильме трижды; в том числе в роли пьяного мужчины, которого забирает милиция и в сцене со сном Козодоева, где снята именно его рука.
Заработки членов съёмочной группы: Л. Гайдай — 4 949 руб. за съемки и 2 000 руб. за сценарий Ю. Никулин — 5 188 руб. Н. Гребешкова — 792 руб. А. Миронов — 1 920 руб. А. Папанов — 2 288 руб. С. Светличная — 346 руб. Н. Мордюкова — 1 531 руб.
При разговоре с управдомом Горбунков говорит, что побывал в Лондоне и там все считают собаку другом человека. В начале же фильма его жена Надя говорит, что он едет за границу в первый раз. То, что Семен Семеныч в течение круиза побывал в Лондоне исключено, так как путь круиза в таком случае получается немыслимым (Стамбул, затем Лондон). Скорее всего круиз проходил по Средиземному морю.
Занимает по посещаемости 3-е место среди отечественных фильмов за всю историю советского кинопроката.
Никулин-младший исполнил роль «мальчика, шагающего по воде». Эпизод долго не давался ему. Когда Миронов только замахивался ногой для удара, он уже начинал падать в воду. Чувствовалось, что Максим ждёт удара. Так сняли семь дублей. Наконец Гайдай громко объявил: «Все, в следующем дубле Андрей не будет бить Максима, а просто пройдёт мимо». А Миронову Гайдай тихонько шепнул: «Бей, как раньше. И посильнее». Максим спокойно нагнулся с удочкой и внезапно получил сильный пинок… Он упал в воду и почти закричал: «Что же вы, дядя Андрей?!» Эпизод был снят.
Съёмочная группа жила в гостинице «Горизонт», в подвале которой оборудовали реквизиторскую. В реквизиторской хранили «двойника» Никулина — сделанную из папье-маше фигуру Горбункова. Её должны были сбрасывать с высоты пятьсот метров при съёмке эпизода, когда Семён Семёнович вываливался из багажника «Москвича». Подметая подвал, уборщица приподняла простыню и обомлелап: перед ней лежал «Никулин». Через час весть о «смерти» любимого артиста разлетелась по всему городу. Узнав об этом, Никулин позвонил в Москву и предупредил мать, чтобы она не беспокоилась.
На роль Козодоева претендовали Вицин, Носик, Рудин и Пуговкин.
На роль второго бандита-контрабандиста, Лёлика, пробовался Пуговкин.
Супругой главного героя Горбункова хотели стать Нина Гребешкова и Ия Саввина. Предпочтение было отдано Гребешковой, жене Гайдая.
В титрах фильма мелькнула фраза, сочинённая Гайдаем: «Киностудия благодарит граждан, предоставивших для съёмок золото и бриллианты». После просмотра к режиссёру подходили зрители и интересовались: «И многие давали свои бриллианты?»
Мордюкову зрители увидели первый раз с короткими волосами именно в Бриллиантовой руке. Это, конечно, парик. Ведь Мордюкова не делала коротких стрижек.
Актриса Светлана Светличная впервые в истории советского кино показала на экране чувственный стриптиз. Но по приказу начальства кадры со стриптизом при показе на телевидении безжалостно вырезались. Эпизод, когда Горбунков теряет дар речи, встретившись на ступеньках туалета с мрачным типом с медальоном в виде черепа на груди, снимали в подземном туалете, который расположен у входа в ЦПКиО им. Горького, со стороны Ленинского проспекта. В этой роли снялся журналист журнала «Огонёк» Леонид Плешаков.