По сюжету новелл действие происходит в городе Зареченск.
Гонорары за съемки: Леонид Гайдай — 2375 рублей, плюс 1500 за соавторство в написании сценария; Александр Демьяненко — 3376 рублей; Алексей Смирнов — 875 рублей; Михаил Пуговкин — 875 рублей; Наталья Селезнева — 450 рублей; Георгий Вицин — 1620 рублей; Юрий Никулин — 1620 рублей; Евгений Моргунов — 810 рублей.
Автобус, в котором Шурик подрался с Верзилой — ЗиЛ-158. Сейчас такой автобус имеется в коллекции Музея пассажирского транспорта Москвы.
В новелле «Наваждение» Шурик и девушка едут на трамвае Татра-Т3 бортовой номер 530. Этот вагон относился к одной из первых партий этих трамваев, в отличие от более поздних «Татр» он имел всего две двери. Также в кадр попал трамвай МТВ-82А в типичной раскраске (с ниспадающей красной чертой).
Фильм был лидером проката в 1965 году (69,6 миллионов зрителей).
В 1965 на фестивале короткометражных фильмов в Кракове новелле «Наваждение» был присужден приз «Серебряный дракон Вавеля».
Фильм снимался в Ленинграде, в павильонах Мосфильма, в районе Свиблово и в районе МГУ (Москва), а также в Одессе. Кроме того, в кадрах новелл можно довольно детально разглядеть архитектуру Москвы 1960-х годов.
В новелле «Операция Ы» в сценке на рынке видно, что когда Балбес (Ю. Никулин) высыпает деньги из копилки за пазуху курточки, эти деньги потом высыпаются из-под курточки и падают вниз.
Занимает по посещаемости 7-е место среди отечественных фильмов за всю историю советского кинопроката.

Картина снималась недалеко от советско-чехословацкой границы, и в ней принимали участие войска Прикарпатского военного округа. Как вспоминает оператор Евгений Мезенцев, в одну из ночей под окнами гостиницы, где разместилась съемочная группа, долго грохотали танки. А наутро все узнали о вторжении советских войск в Чехословакию. При этом радиостанция Би-би-си сообщила о том, что под видом съемок фильма «На войне, как на войне» СССР сосредоточил на границе с Чехословакией крупные танковые соединения.
В фильме показана самоходка СУ-100 с несколько изменённым внешним видом (на правом борту закреплён металлический ящик непонятного назначения). В действительности СУ-100 впервые приняли участие в боях в Венгрии в январе 1945 г.
В сцене начала первой атаки танков на деревню через поле участвует танк предположительно Т-54 или Т-55.
В сцене самоходки на марше можно увидеть ГАЗ-69, который начали производить уже после войны.
Немецкие солдаты вооружены автоматами АК.

Дорогостоящий проект ($15 млн.) «Мастер и Маргарита» инвестировала компания «ТАМП», которая в 1995 году отказалась выпускать фильм на экраны, ссылаясь на необходимые доработки. Не имеющий копий фильма режиссер Юрий Кара потребовал судебного разбирательства. Начался громкий процесс, в июне 1999 года Московский городской суд признал обладателем всех авторских прав на фильм компанию «ТАМП». Президент фирмы Владимир Скорый заявил, что фильм еще не готов и вскоре будет сделан перемонтаж с другим режиссером. Хранение пленки было доверено начальнику службы безопасности «ТАМПа» Валерию Тарасову, который после того, как их надежно спрятал, внезапно умер...
Подготовленный телевариант имеет хронометраж 240 минут.

В 1990 году группа «Любэ» спела песню про главных героев фильма — «Атас».
Высоцкий на съёмках проявил задатки режиссёра. Он поставил сцену допроса Груздева, помог создать образ шепелявого карманника Кирпича Станиславу Садальскому, придумал эпизод с фотографией Вари, которая должна была спасти Шарапова, на двери подвальной каморки.
Когда снимался эпизод с Светланой Светличной, она не знала, куда девать свои руки, и поэтому вся сцена выглядела неестественно. Высоцкий придумал выход: занять руки Светличной механическим протиранием тарелки.
Вопреки договору между Гостелерадио СССР и Одесской киностудией, фильм получился не из семи серий, а из пяти. Две «лишние» серии сократили перемонтажом по требованию Гостелерадио.
Была изменена концовка картины. В романе и в первоначальной версии фильма Шарапов в конце узнаёт, что его любимая Варя погибла.
В романе Глеб Жеглов — молодой человек 25 лет, член комсомольского актива МУРа. По фильму персонажу Высоцкого 40 лет (как он сам заявляет «Копчёному»), Шарапову же 25 лет (именно такую цифру он называет Михаилу Михайловичу), как и в книге.
Шарапов ездил на съёмную квартиру Груздева на электропоезде ЭР1, который начал выпускаться на Рижском вагоностроительном заводе лишь в 1957 году.
В сцене погони за Фоксом, в окне автобуса видны проезжающие ГАЗ-21 (выпускавшиеся с 1956 года) и пара ЕрАЗов (выпуск с 1967 года).
Когда Шарапов гуляет с Варей по Москве, на заднем плане проезжает УАЗ-469, который начали выпускать только в 1972 году.
В сцене показа моды 1945 года, на заднем плане видна торговая палатка с надписью «Мороженое». Эти палатки появились только в 1970 году.
14 апреля 2009 года в Киеве возле здания МВД Украины открыли памятник Жеглову и Шарапову.
Памятник В. Высоцкому в образе Глеба Жеглова установлен в Мариуполе в центре города, рядом с рестораном «Место встречи».
В ресторане, где Фокс танцует с официанткой, за одним столиком с Жегловым сидит дочь писателя Аркадия Вайнера Наталья Дарьялова и сын друга Высоцкого Вадима Туманова, Тараскин танцует с Ларисой Гузеевой, а на заднем плане среди музыкантов на саксофоне играет Сергей Мазаев. Он же играет в составе оркестра в последней серии, в кинотеатре перед показом фильма (песня «Неудачное свидание»).
Члены преступной группировки (по именованию сотрудников МУРа «Банда высокого Блондина»), ставшей прототипом банды «Черная кошка», жили в подмосковном Красногорске. Они работали на Красногорском механическом заводе, а в свободное время промышляли грабежами сберкасс. В ликвидации этой банды принимал участие легендарный сыщик Игорь Скорин, послуживший прототипом полковника Данилова — главного героя серии произведений Э. Хруцкого, два из которых были экранизированы: «По данным уголовного розыска» и «Приступить к ликвидации». Крылатая фраза «А теперь — Горбатый!» была произнесена возле частного дома в деревне Губайлово (ныне это микрорайон Красногорска).
Лариса Удовиченко утверждает, что ставшая крылатой фраза «Облигация или Аблигация?» вырвалась у неё нечаянно, так как она в тот момент действительно не знала правильного написания этого слова. Этот эпизод включён в финальную версию фильма.
В фильме использованы материалы реально существовавшего уголовного дела. В первой серии Жеглов рассказывает Шарапову об одном случае из своей практики: убийство и инсценировка бандитского нападения. Такое преступление действительно было в Москве — дело бывшего зампреда военного трибунала войск НКВД Крылова, которое расследовал один из прототипов Шарапова Владимир Павлович Арапов. Имеет свою реальную основу и дело Груздева (кандидат медицинских наук Евгений Ильич Миркин в 1944 году был обвинён в убийстве своей жены и приговорен к смертной казни, однако работники МУРа сумели доказать его невиновность).

Зима 1942 года. В одной из северо-западных областей России, оккупированной фашистами, действует партизанский отряд лейтенанта Ивана Локоткова, в прошлом — сельского милиционера. Отряд кормить нечем: в округе — одни сожженные деревни и каратели.
Командир принимает решение захватить фашистский эшелон с продовольствием на узловой станции, где охраняется каждый метр. Провести операцию берется раскаявшийся полицай Лазарев, которого немцы знают в лицо. Но можно ли ему довериться?..