Экспедиция с Земли в составе капитана Зелёного, профессора Селезнёва и его дочери Алисы отправляется на корабле «Пегас» на поиски новых видов животных для Московского зоопарка. По совету археолога Громозеки, они ищут в этом помощи доктора Верховцева, директора музея Двух Капитанов. Но доктор ведёт себя подозрительно: не показывает им дневники капитанов, и начинает за ними следить.
На планете Блук герои делают ценные покупки, в том числе — Говоруна, птицу, принадлежавшую пропавшему без вести капитану Киму. Подозрительный толстяк Весельчак У пытается похитить птицу. Выслушав речь Говоруна, экипаж «Пегаса» берёт курс на систему Медузы. По дороге герои спасают роботов планеты Шелезяка от подсыпанной в смазку алмазной пыли.
На третьей планете системы Медуза Алиса находит «зеркала» — цветы, запоминающие и отображающие всё, что перед ними происходило. С помощью зеркал герои обнаруживают, что на планете находятся Верховцев и Весельчак. При попытке перелететь в безопасное место, «Пегас» проваливается в ловушку. Селезнёв и Зелёный попадают в плен к пиратам, Алисе удаётся бежать.
На планету приземляется капитан Буран, а с ним — настоящий Верховцев. Алиса просит их о помощи. Тем временем Весельчак, угрожая убийством пленников, требует у капитана Кима, запершегося в своём корабле уже несколько лет, формулу абсолютного топлива. Вторжение Бурана спасает героев. Двойник Верховцева, Глот, разоблачён. Весельчак при попытке к бегству попадает в лапы хищной птицы Крок, Капитаны и исследователи спокойно возвращаются по домам.

Актер Алексей Фомкин (роль Коли Герасимова) трагически погиб в 1996 году в результате несчастного случая (погиб при пожаре).
В сцене, где Алиса выходит из подъезда с подругой в виде «двухэтажного человека» чтобы убежать от пиратов, в действительности Наташа Гусева сидит на плечах не Марьяны, а Алёши Фомкина, который играл роль Коли Герасимова. Его для этого специально переодели в школьное платье и гольфы. Под плащём Алёша ничего не видел и команды ему подавала сама Наташа. Сюжет снимали весь день.
Когда Вертер и Коля проходят мимо «института времени» (1-я серия, середина) их отражения отчетливо видны в стеклянных цилиндрах, что свидетельствует о том, что пластмассовый макет просто висит перед камерой. Особенно хорошо это видно во второй серии, в кратком содержании первой.
Если перевернуть фразу на «непонятном языке» системы Стрельца, которую говорит во второй серии профессор Селезнёв Крысу, получится «От топота копыт пыль по полю летит».

Фильм включает три новеллы о негативных явлениях провинциальной жизни молодой страны Советов: тупости, пьянстве, стяжательстве, бездуховности — всем том, что и сейчас существует благополучно и повсеместно.

Занимает по посещаемости 46-е место среди отечественных фильмов за всю историю советского кинопроката.

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.

Две первые серии фильма («Без права быть собой», «Приказано выжить») занимают по посещаемости 8-е место среди отечественных фильмов за всю историю советского кинопроката.
3 и 4 серии с результатом 46,9 млн. зрителей при тираже 1997 копий занимают по посещаемости 47-е место среди отечественных фильмов за всю историю советского кинопроката.
Прототипом Йоганна Вайса стал легендарный советский разведчик Александр Пантелеймонович Святогоров (15 декабря 1913 — 22 июня 2008).
По другой версии, Вадим Кожевников образ Александра Белова списывал с другого легендарного разведчика — Вильяма Фишера. Имя «Александр Белов» намекает на вымышленную фамилию Фишера — Абель.
Для пробы на главную роль в фильме также приглашали Леонида Сметанникова, который в ту пору лишь поступил в Саратовскую консерваторию имени Л. В. Собинова.

Выпускники одной из московских школ через двадцать лет после окончания собираются вместе. Каждого просят ответить на два вопроса: Что вы уже сделали? и Чего еще в жизни ждете?. Вместе с бывшими однокашниками пытается найти ответы на поставленные вопросы и главная героиня фильма — многодетная мать Надя Круглова.

Фильм снимался в Калуге.

В таинственных глубинах Вселенной патрульный звездолет «Пушкин» обнаружил космический корабль неизвестной землянам конструкции. Борт корабля представлял собой лабораторию по клонированию живых организмов. Дети, похожие один на другого, как две капли воды, были мертвы.
Лишь одна девушка, безмолвная и испуганная, осталась жива. Нийя, внешне очень похожая на человека, была рождена необычным способом — выращена искусственно из живых клеток, и обладала необычными свойствами: могла мгновенно перемещаться в пространстве, передвигать взглядом предметы, у нее была молниеносная реакция, необычная сила.
По прибытии на Землю, ученые выяснили, что в мозг инопланетянки зашит пульт управления, призванный гарантировать точное выполнение «особой миссии». Пульт начинает действовать в тот момент, когда Нийа в составе земной экспедиции высаживается на своей родной планете Десса…

Виды гибнущей планеты Десса снимались в Таджикистане, в окрестностях заброшенного нефтеперерабатывающего завода возле города Исфары.
В 2001 году сыном режиссёра была выпущена переработанная версия фильма. Переработаны некоторые спецэффекты, записана полностью новая звуковая дорожка в формате Dolby Digital. Продолжительность фильма сокращена на 20 минут (по утверждениям авторов переработанной версии сокращены растянутые эпизоды, снижавшие динамику фильма, и выброшены эпизоды, нёсшие в себе советскую идеологическую окраску).
Композитор Алексей Рыбников при написании музыки к фильму использовал мелодии, написанные им для оперы «Юнона и Авось». В новой версии по соображениям охраны авторских прав все они были заменены музыкой Д. Рыбникова, сына Алексея Львовича.
В конце фильма предполагалось поместить надпись: «Все кадры гибнущей планеты Десса сняты на планете Земля», однако в первой версии редакторы фразу вырезали, сочтя её недопустимо острой. Эти титры появились лишь в финале обновлённой версии фильма.

Вчерашняя ленинградская школьница Маша Яблочкина после лютой блокадной зимы 1941-1942 года приходит на железнодорожные курсы в надежде выжить и набраться сил. Оттуда девушку отправляют на строительство Шлиссельбургской магистрали, соединяющей город с Большой землей и находящейся в прямой видимости немецкой артиллерии. Так героиня попадает в 48-ю паровозную колонну особого резерва НКПС, которой ценой смертельного риска предстоит доставить в Ленинград 75% всех грузов и военного снаряжения.