Карен Шахназаров планировал снимать фильм про молодого Леонида Утёсова, но самому певцу идея не понравилась и общаться он отказался. В результате главного героя Костю списали с пионера русского джаза — композитора и дирижёра Александра Варламова.
В 30-х годах он сотрудничал с американской чернокожей певицей Целестиной Коол, а позже собрал первую в СССР группу музыкантов-импровизаторов. В разгар войны Варламова арестовали — по легенде, причиной послужила его недавно вышедшая пластинка с записью фокстрота под названием «Иосиф».
Впоследствии композитор был реабилитирован, жил в Москве и работал над музыкой для оркестров и фильмов. Перед съёмками режиссёр и сценарист ездили к нему в гости — музыкант поделился историями о первых советских джазменах, которые потом нашли отражение в фильме.
Морской офицер и музыкальный теоретик Колбасьев был реальным лицом. Он коллекционировал пластинки, вёл передачи о джазе и консультировал молодёжный оркестр. Судьба ценителя джаза сложилась трагически — его несколько раз обвиняли в шпионаже, а в 1937 арестовали по статье «измена Родине».
О дальнейшей судьбе музыкального энтузиаста данные разнились. По одной из версий, он был расстрелян в год ареста, по другой — погиб позже в лагерях. В фильме капитана Колбасьева сыграл мультипликатор Виталий Бобров.
Реальный прототип был и у героини Ларисы Долиной. Американская джазовая певица Коретти Арле приехала с гастролями в Москву, где познакомилась с пианистом Борисом Тицем.
Она вышла за него замуж и осталась жить в СССР, пела в опере и давала эстрадные концерты. Чтобы сыграть чернокожую певицу, Долиной ежедневно приходилось гримироваться по шесть часов с использованием 12 разных оттенков косметики.
Во время съёмок певица была на пятом месяце беременности — на съёмки её привозил лично режиссёр.
Изначально главным претендентом на роль Кости был Дмитрий Харатьян, но на пробы пришёл недавно снявшийся в музыкальном фильме «Только в мюзик-холле» Игорь Скляр — и его сразу утвердили.
На роль Степана пробовались Николай Ерёменко и Леонид Ярмольник, однако режиссёр остановил свой выбор на тогда неизвестном, но очень органичном Александре Панкратове-Чёрном.
Николай Аверюшкин пробовался на роль руководителя ассоциации пролетарских музыкантов, но Шахназаров увидел в нём барабанщика Жору — актёру образ понравился и он даже приврал, что прекрасно играет на барабанах.
Саксофониста сыграл Пётр Щербаков — его герой потом привлёк внимание нью-орлеанского джазового музея, который купил фильм. Сотрудники музея пытались выяснить, кто этот превосходный музыкант.
Актёрам наняли репетиторов. Николая Аверюшкина, чей обман моментально вскрылся, учил джазовый барабанщик, Александра Панкратова-Чёрного — гитарист-виртуоз. Уже умевший играть на пианино Игорь Скляр занимался с профессором Одесской консерватории.
У Панкратова-Чёрного обнаружилось полное отсутствие музыкального слуха, так что игру на банджо он только имитировал, а вот бить чечётку научился мастерски — позже это умение пригодилось ему в фильме «Зимний вечер в Гаграх». Вместе с ним учились чечётке Игорь Скляр и Елена Цыплакова.
Музыку для фильма писал джазовый композитор Анатолий Кролл. Также в картине прозвучали композиции джазовых коллективов 1920-х годов. Игорь Скляр и Лариса Долина пели сами. Женскую партию в песне «Старый рояль» исполнила латвийская певица Ольга Пирагс.
А вместо Александра Панкратова-Чёрного про чемоданчик и Одессу-маму пел оператор Владимир Швецик.
