Евгений Леонов, Олег Янковский, Лариса Лужина, Армен Джигарханян, Леонхард Мерзин, Николай Ферапонтов, Ольга Ролич, Андрей Грецов, Юрий Ивин, Андрей Леонов, Любовь Петрова, Нина Ильина, Надежда Карпушина, Галина Чигинская, Борис Аракелов, Нодар Пиранишвили, Михаил Васильев, Ааре Лаанеметс
В фильме участвовали мастера спорта: Ю.Ивин, Я.Агишев, В.Бубнов, И.Гальперин, А.Ипатенко, А.Матвеев, А.Печенкин, З.Сингуринди, Г.Хольм, В.Щавелев. После успешной работы в этом фильме Олег Янковский был представлен Евгением Леоновым театральному режиссеру Марку Захарову и вскоре был приглашен в московский театр "Ленком".
Съёмки проходили в разных регионах Советского Союза и за рубежом. Во время подготовки выяснилось, что Олег Янковский не умеет водить автомобиль, и к нему был прикреплён тренер для обучения водительским навыкам. Создатели фильма сразу же отказались от общепринятой технологии съёмки диалогов внутри движущегося автомобиля с помощью рирпроекции в павильоне студии. Все сцены были сняты в реальных условиях при помощи специального крепления киносъёмочного аппарата на корпусе автомобиля. Единственный эпизод отснят в студии из-за невозможности выезда одного из актёров в экспедицию. Для съёмки сцен из движущегося «Москвича» оператор с ручной камерой 1КСШР усаживался в багажник, крышка которого и заднее стекло салона демонтировались. Актёрские диалоги внутри автомобиля снимались с передней точки камерой, закреплённой на раме, которая устанавливалась вместо снятого капота. При этом, запуск камеры актёры выполняли самостоятельно, а загрязнённое стекло с работающими дворниками усиливало достоверность. Низкая светочувствительность киноплёнки «ДС-5М», на которую снималась основная часть фильма, заставила имитировать свет автомобильных фар в ночных сценах при помощи специальных осветительных приборов. В некоторых случаях встречные машины, видимые из движущейся, устанавливались на дороге неподвижно, а перед их капотом размещались прожекторы. Чтобы создать на экране иллюзию их движения навстречу, автомобиль, из которого велась съёмка, ехал вдвое быстрее.
В качестве дублёров в съёмках приняли участие автомобильные гонщики, мастера спорта: Юрий Ивин, Яков Агишев, Иосиф Гальперин, Александр Матвеев, Анатолий Печенкин, Эдуард Сингуринди, Виктор Щавелев, Гунар Хольм и В. Бубнов. Двое последних двумя годами ранее выступали на «Москвичах-412» в ралли «Лондон-Мехико» 1970 года. Консультантами работали Роман Чертов и Александр Ипатенко.
Мастер спорта международного класса Михаил Титов, принимавший участие в съёмках кинокартины будучи одним из членов сборной СССР по ралли, посчитал что создатели фильма явно переборщили в ряде моментов с художественным вымыслом. Как например с эпизодом — когда штурман пьёт вино, а затем отсыпается на заднем сидении. Да и гонщики-пижоны такого типа как Сергачёв, по словам Титова, в то время не встречались.