Интерес к сериалу «17 мгновений весны» во время его первого показа был столь велик, что домой к режиссеру Татьяне Лиозновой постоянно звонили взволнованные зрители - узнать, что же будет дальше с героями и чем все закончится.
Роли солдат-эсэсовцев в картине исполнили кадеты из военных училищ Таллина и Риги - все, как один, голубоглазые блондины.
Две песни Эдит Пиаф, которые Штирлиц слушает в машине по пути к границе, на самом деле будут написаны лишь в 60-е годы.
Фильм снимался в основном в Риге, некоторые эпизоды - в Москве.
Фильм отреставрирован и раскрашен к 9 мая 2009 года.
По заказу телеканала «Россия», под руководством Александра Любимова, над новой версией в течение трех лет работали 600 человек в пяти странах: России, США, Кореи, Китая и Индии. Они использовали уникальные методики по работе над цветом. А некоторые кадры раскрашивались даже вручную. Параллельно шла и усиленная работа по полной переработке звука. Создатель черно-белого оригинала Татьяна Лиознова одобрила идею и приняла участие в российской части проекта.
В эпизоде, когда Штирлиц на машине везет пастора Шлага к немецко-швейцарской границе, по радио звучит голос Эдит Пиаф. Священник возмущается знаменитой песней «Я не жалею ни о чем» - и правильно возмущается, ведь она будет написана только через 15 лет после его перехода через Альпы.
Леонид Куравлёв и Леонид Броневой первоначально пробовались на роль Гитлера.
У режиссёрской группы не было фотографий реального Генриха Мюллера. В результате образ шефа Гестапо, созданный в фильме Леонидом Броневым, весьма далёк от оригинала.
Олег Табаков оказался так похож на реального Вальтера Шелленберга, что, по воспоминаниям Ю. Визбора, после выхода фильма на экраны Табакову пришло письмо из Германии от племянницы Шелленберга, в котором актёра благодарили и говорили, что неоднократно пересматривали фильм, чтобы ещё раз взглянуть на «дядю Вальтера».
У Вячеслава Тихонова на кисти левой руки есть татуировка «Слава», сделанная ещё в молодости. Естественно, что у Штирлица такой быть не может. Поэтому, всякий раз когда требовалось показать крупным планом руки Штирлица (например, выкладывание на столе забавных зверюшек из спичек), это были руки дублера — ассистента художника Феликса Ростоцкого. Также Ростоцкий «писал за Плейшнера» все телеграммы, так как у Евстигнеева был крайне неразборчивый почерк.
В дублированном на немецкий язык варианте фильма Штирлица озвучивал актёр из ГДР Отто Мелиес — исполнитель роли Гельмута. Самого Гельмута дублировал другой немецкий актёр.
Женщины в СС не служили, за исключением так называемых Женских вспомогательных подразделений СС, которые имели собственную систему званий. Так что унтершарфюрер Барбара Крайн не могла иметь даже прототипа.
В сцене отправки телеграмм видно, что они пишутся на бланках «Международная телеграмма СССР» с замазанным чернилами гербом. Также на бланках телеграмм в левом верхнем углу явственно видны слова «Уплата: ____ руб. ____ коп.».
В эпизоде, когда Штирлиц рисует шаржи на Геринга, Гиммлера, Геббельса и Бормана, заметно, что на листках бумаги заранее намечены контуры рисунков.
Штирлиц рисует шаржи фломастерами. Первый фломастер действительно появился в Германии, но лишь в 1960 году.
В одном из эпизодов Мюллер в беседе со Штирлицом, говорит что он старше и по возрасту и по званию. В действительности Тихонов старше Броневого на 10 месяцев. Оба актера родились в 1928 году.
Съемки начались 11 апреля 1971 года в Берлине.

Молодой фотограф Володя Орешников выигрывает 10000 рублей. Товарищи по работе, не долго думая, организуют общественный суд. Дело в том, что 20 рублей на покупку облигации Орешников тайком взял из кассы взаимопомощи, председателем которой он был… В итоге все насмерть перессорились. Только празднование Нового года примирило сослуживцев.

В одной из римских больниц скончалась русская эмигрантка. Старая дама, некогда эмигрировавшая из России, поведала своей внучке Ольге, что все ее огромное состояние спрятано в Ленинграде «под львом». Это обстоятельство явилось причиной срочного отлета в Ленинград всех тех, кто случайно или специально был посвящен в эту тайну.
В СССР прибыли солидный врач, итальянский мафиози, два санитара, просто горожанин и внучка Ольга. А в Москве к ним присоединился еще и гид, который усложнил и так непростые поиски сокровищ…

Один из львов (по кличке Кинг), принимавших участие в съемках фильма, был знаменитым воспитанником семьи Берберовых, приручивших царя зверей на своей квартире в Баку. Лев уже успел сняться в хронике, прославиться в газетных статьях, он даже стал звездой игрового кино, но «Итальянцы» стали последним фильмом «актера». В ходе московских съемок Кинга разместили на территории школы на Мосфильмовской улице. Именно туда через небольшой забор пробрался 18-летний студент Владимир Марков, догонявший свою собаку. Лев сбил молодого человека с ног и прижал к земле. Подоспевший на место происшествия младший лейтенант милиции Гуров застрелил огромного хищника. За 10 минут лев мог растерзать студента, но оставил на нем лишь несколько небольших царапин.
Сцену с посадкой Ту-134 снимали на Ульяновском аэродроме, в школе пилотов гражданской авиации, ВПП «загримировали» под шоссе. Заместитель начальника школы Иван Антонович Таращан предложил: «Возьмите письмо из Министерства гражданской авиации, в котором мне позволят летать с нарушением инструкции, и я выполню трюк». Однако в Министерстве гражданской авиации ответили категорическим отказом. Тогда пилот Таращан потребовал: «Машины — только легковые, за рулями — только летчики: в этой чрезвычайной ситуации им легче будет ориентироваться мгновенно и безошибочно». В общей сложности самолёт сажали 6 раз и каждый раз безупречно. Кадры где Ту-134 едет по шоссе, а под ним снуют автомобили снимали на резервной полосе.
Большинство трюков в автомобильной погоне выполнил итальянский каскадер, автогонщик Серджио Миони. Эпизод, когда «Москвич» и «Жигули» попадают под струю воды и грязи, становятся «слепыми» и мечутся, преследуя друг друга, выполнили советские гонщики, они же осуществили всю водительскую часть номера с пожарной машиной.
Во время съёмок взрыва бензоколонки художник Михаил Богданов воздвиг бензоколонку, которая ничем не отличалась от своих прототипов, в результате многие автомобили подъезжали заправиться.
Занимает по посещаемости 39-е место среди отечественных фильмов за всю историю советского кинопроката.
В сцене, где мафиози застревает в иллюминаторе самолета и он покрывается коркой льда, на самом деле был использован панцирь из слюды, изготовленный мастером спецэффектов Джулио Молинари. Присыпанный тальком и нафталином, панцирь сверкал и переливался, от него можно было откалывать куски.
Алигьеро Носкозе, сыгравший Антонио, в Италии прославился тем, что парадировал звезд и политиков. Помогал главарям масонской ложи «П-2», которые в конце 1970-х готовили государственный переворот в Италии. Алигьеро звонил общественным деятелям и разговаривал с ними голосами политиков.
Множество трюков актеры выполняли сами. Андрей Миронов висел на высоте 15-этажного дома, держался за край разведенного моста, сползал с шестого этажа гостиницы «Астория» на ковровой дорожке, нырял в Неву за сокровищами... Правда, эпизод плавания актера под водой снимали уже в Средиземном море, в Неаполе.
Роль миллиционера Васильева мог сыграть Иннокентий Смоктуновский.
С одной стороны моста на другую прыгали студенты циркового училища. Чтобы высота была наименьшая, на палубе теплохода, проходившего под мостом, установили рубку.
Антония Сантилли (Ольга) не умела водить машину. Ее обучили азам, чтобы снимать крупные планы. На общих планах за рулем сидел дублер в парике.
Показ сверхзвукового самолета Ту-144 должен был завершать фильм. Именно его взлет должен был «застыть» на фоне завершающих титров фильма. Но, по настоянию партийных руководителей, эти кадры заменили на кадры взлетающего Ил-62. Как раз, за год до выхода фильма, Ту-144 разбился на авиасалоне в Ле-Бурже.

В недавно заселенном доме идет новогодняя гульба.
Две соседствующие семьи имеют, при всех различиях одно сходство: в обеих есть недовольный жизнью муж. Вскоре оба неудачника, хлопнув дверьми, покидают свои новые квартиры — чтобы вскоре найти успокоение в тесной мужской компании.

В бане действие происходит вокруг женской статуи — той самой «Прасковьи Тулуповой», которую граф Калиостро «оживляет» в фильме «Формула любви» (1984) Марка Захарова. Она же украшала рабочее место товарища Бубликова в фильме «Служебный роман» (1977), затем стояла в приёмной Вассы Железновой в фильме «Васса» (1983).
В фильме впервые прозвучала песня Сергея Никитина «Снег идет» на стихи Бориса Пастернака, в которых упоминается праздник «Старый новый год».
Планировка квартир Себейкиных и Полуорловых никак не соответствует архитектуре того дома, в котором живут эти семьи (его внешний вид несколько раз можно видеть в фильме).

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).

Великая Отечественная война. Молодой солдат Алёша Скворцов совершает подвиг — подбивает два немецких танка. Командование собирается представить его к ордену, но Алёша просит дать ему отпуск, чтобы повидаться с мамой. Путь домой оказывается долог и непрост.