Леонид Быков поступал в летную школу в 1945 году, но малый рост не позволил ему стать летчиком.
Быков осуществил свою давнюю мечту и освоил управление самолетом во время съемок картины.
Поющая эскадрилья на самом деле существовала во время Великой Отечественной войны.
Студентка театрального института Евгения Симонова снималась во время учебы — на съемочную площадку ее привела мама.
Государственные чиновники долго не принимали сценарий фильма, вначале производства картины для съемок выделили всего один самолет. После того как сценарий фильма очень понравился одному из маршалов авиации — на площадке появилось ещё два самолета.
В роли «догорающего мессера», сбитого «Кузнечиком» был использован планер КАИ-12 «Приморец».
История Героя Советского Союза Надежды Поповой и Героя Советского Союза Семёна Харламова легла в основу любовной линии фильма.
Еще в 1967 году Леониду Быкову предложили поставить картину о летчиках по сценарию Владимира Кунина «Хроника пикирующего бомбардировщика». Однако он непременно хотел включить в нее песню Смуглянка, что было категорически отвергнуто Куниным. Свой замысел о летчиках, поющих «Смуглянку», Быков воплотил в ленте «В бой идут одни «старики».
Руководство Госкино запретило фильм, ссылаясь на то, что он на самом деле не о Войне. Однако когда сценарий показали командующему ВВС СССР Александру Покрышкину, он прямо на весь лист поставил резолюцию: «Вот это и есть война!».
Занимает по посещаемости 61-е место среди отечественных фильмов за всю историю советского кинопроката.
Изначально Леонид Быков хотел снимать фильм цветным. Но цветная пленка, которая лежала на студии Довженко, давалась только на соцреалистические фильмы. Быкову говорили: если будешь снимать под заказ фильм о трактористах – дадим цветную пленку. На фильм о войне дали только черно-белую.
Роль советских истребителей в фильме исполняют учебно-тренировочные самолёты Як-18, роль Мессершмитта — чехословацкий спортивно-пилотажный Злин Z-326 Акробат. Пилотированием занимались лётчики ДОСААФ. Настоящие истребители времён второй мировой появляются только на вставках с кинохроникой.

На главную роль претендовали три человека – польский актер Даниэль Ольбрыхский, Владимир Высоцкий и Леонид Куравлев.
Роль Федулы для актера Бронислава Брондукова стала знаковой. Актер так вошел в роль,что однажды охранники ресторана московской гостиницы, где проходили съемки, приняли его за алкаша. В перерывах между съемками Брондуков, не переодеваясь, вышел на улицу покурить и ... пропал. Кто-то из киногруппы пошел его искать и увидел, как упирающегося Брондукова с бранью выкидывают из гостиницы: «Тоже выдумал - артист! Сказали тебе, пьянь болотная: нечего тебе здесь делать!»
Многие помнят эпизод,когда Афоня «кадрит» пышногрудую девицу на танцах. Актрисе Татьяне Распутиной, чтобы увеличить грудь, решили подложить в бюстгальтер манную крупу. Грудь так «заиграла» в прозрачной блузке, что потом критики искренне восхищались этой художественной находкой.
В фильме «Афоня» состоялся кинодебют группы «Машина времени». Песня для фильма была приобретена по всем законам и спустя несколько месяцев Макаревич получил деньги, около 500 рублей, большая по тем временам сумма. На эти деньги группа купила в комиссионке магнитофон «Грюндиг», на котором музыканты записали не один хит.
Занимает по посещаемости 15-е место среди отечественных фильмов за всю историю советского кинопроката.

У московских школьников Зоси и Гоши — любовь, но совсем не такая, какую обычно показывают советскому зрителю, особенно, если он в возрасте главных геров. Зося не собирается убивать свое нерожденное дитя, а вот Гоша оказался не готов к принятию истинно мужского решения, и оставляет свою девушку наедине с навалившимися совсем недетскими проблемами.