Уже на стадии написания сценария Никита Сергеевич знал, кого из артистов на какую роль пригласит. Все они тогда были еще молодыми начинающими актёрами, но знакомыми ему лично, — Юрий Богатырёв, Константин Райкин, Александр Кайдановский, Александр Пороховщиков, Сергей Шакуров и Александр Калягин, а самым знаменитым среди них на тот момент был Анатолий Солоницын.
Для Юрия Богатырёва роль Шилова стала второй в фильмографии. Выбор мягкого, интеллигентного Богатырёва на роль чекиста многих удивил, но Михалков знал, что Богатырёв сможет сыграть кого угодно. Они были знакомы со Щукинского училища, и Богатырев снялся в дипломной работе Михалкова, а затем — и в шести его фильмах. Никита Сергеевич считал актёра своим талисманом, и все свои самые яркие роли Юрий Богатырёв сыграл именно у него.
Александр Калягин, исполнитель роли начальника железнодорожной станции Ванюкина, поначалу не хотел сниматься. Незадолго до этого он потерял супругу и хотел провести побольше времени с дочерью, но Михалков уговорил его и тем самым, по словам Калягина, спас его от депрессии.
Роль атамана Брылова Михалков сразу писал под себя, создав образ пижонистого, щеголеватого героя. А на возможные претензии цензоров о герое со слишком уж буржуазными замашками заведомо придумал объяснение: это же отрицательный герой, поэтому у него такие яркие буржуазные черты. Но вопросов не возникло.
Артисты прошли фотопробы, шла подготовка к съемкам, и тут режиссеру пришла повестка в армию. Работа прервалась, покуда Никита Михалков проходил службу в подводном флоте на Камчатке. Но речь о замене режиссера или остановке проекта не шла.
– Меня утвердили на роль командира Забелина. И я, помню, ждал месяца два вызова на съемки. А их все нет и нет, – вспоминал Сергей Шакуров. – И только потом я узнал, что Никиту призвали. Все члены съемочной группы отважно ждали его приезда.
Нет комментариев