11 августа 1973 года на экраны вышла первая серия легендарного телефильма «Семнадцать мгновений весны». Когда режиссёр Татьяна Лиознова обратилась к автору одноимённого романа Юлиану Семёнову с предложением об экранизации, оказалось, что готовый сценарий уже лежит на «Ленфильме». Семёнов написал текст для киноверсии по личной просьбе председателя КГБ Юрия Андропова.
Лиознова ознакомилась со сценарием, но он ей понравился гораздо меньше, чем оригинальная книга. Режиссёр взялась за переделку и попросила Семёнова добавить в сюжет мелодрамы и личной жизни разведчика. У автора детективов это не было сильной стороной, поэтому романтику пришлось придумывать самой Лиозновой. Она ввела в окружение Штирлица несколько персонажей «без мундиров» — например, влюблённую Габи и фрау Заурих. Семёнов категорически не хотел, чтобы в титрах Лиознова указывала себя как соавтора сценария — в результате работа над картиной на всю жизнь рассорила писателя с режиссёром.
Вообще этот фильм стоил Лиозновой многих отношений. На неё был обижен Иосиф Кобзон, который исполнил знаменитые «Мгновения» и «Песню о далёкой Родине». Лиознова просила певца петь в несвойственной ему манере — не хотела, чтобы зритель узнал его по голосу. Кобзона это серьёзно задело, но просьбу он выполнил.
В фильме использовалось много документальной хроники. Для того, чтобы не было заметного перехода от кино к документалистике, Татьяна Лиознова решила делать всю ленту чёрно-белой. Сначала документальных кадров было гораздо меньше, но после показа смонтированного варианта руководству телевидения и чинам разных структур на режиссёра посыпались упрёки от военных — у них появилось ощущение, что войну выиграли преимущественно разведчики. Татьяна Лиознова включила в фильм метры военной хроники, чтобы претензии были сняты.
Главным претендентом на роль Штирлица был Арчил Гомиашвили, который на тот момент ухаживал за Лиозновой. Юлиан Семёнов одобрил его кандидатуру, но вот худсовет сразу отверг Штирлица с гордым грузинским профилем. Актёр настолько обиделся на режиссёра, что моментально забыл о романе и уехал в Тбилиси. После этого на роль пробовались Иннокентий Смоктуновский, Олег Стриженов и Юрий Соломин, но никто из них не был готов отдать проекту несколько лет. В отличие от Вячеслава Тихонова. Актёра пригласили на пробы, загримировали и приделали пышные усы. Режиссёр пришла в ужас от увиденного, но её покорило умение Тихонова выразительно молчать и играть взглядом. А после общения с актёром она поняла, что лучшего Штирлица не будет.
Роль Мюллера сначала предложили Всеволоду Санаеву, но тот отказался играть фашиста. Тогда утвердили Леонида Броневого, хотя Лиознова считала, что для шефа гестапо у актёра слишком доброе лицо.
Леонид Куравлёв пробовался на роль Гитлера, но образ получился неубедительным. Тогда режиссёр завязала ему один глаз и попросила оставшимся «прожечь» присутствующих. С этим Куравлёв справился отлично и его утвердили на роль Айсмана.
Радисткой Кэт режиссёр видела Екатерину Градову или Ирину Алфёрову, но Алфёрова даже не приехала на пробы — выбор стал очевиден.
Олег Табаков был утвержден на роль Шеленберга, как потом оказалось — к большой радости потомков генерала. Они написали актёру, что образ получился один в один, и когда они хотят взглянуть на «дядю Вальтера», то смотрят «Семнадцать мгновений весны».
Когда в кадре крупным планом появляются руки Штирлица — это руки не Вячеслава Тихонова, а работавшего на съёмках художника. Дело в том, что у актёра на тыльной стороне кисти был привет из молодости — большая чернильная татуировка «Слава». Гримом её скрыть не удавалось, а у разведчика не могло быть никаких татуировок. Если присмотреться, то можно отметить, что вообще на крупных планах у Тихонова чаще всего видна только одна рука. За Евгения Евстигнева шифровки в кадре писал тот же художник — у актёра был такой отвратительный почерк, что все буквы и цифры становились похожи друг на друга.
Съёмки шли три года, и за это время съёмочная группа объехала массу городов в разных странах. Берлин снимали в настоящем Берлине, эпизоды с пастором Шлагом и швейцарской границей — в Тбилиси и Боржоми, явка разведчика была провалена на улице Яуниела в Риге, Штирлиц ждал Бормана в Ленинградском зоопарке, агента Клауса убили в подмосковном лесу. Бывало так, что одну короткую сцену снимали в разных городах. Так профессор Плейшнер шёл по немецкому городу Майнцу, затем смотрел на медвежат в Тбилиси, доходил до Цветочной улицы и выбрасывался из окна конспиративной квартиры уже в Риге. Сейчас около дома с «конспиративной квартирой» по улице Яуниела открыт отель «Юстас» с прилегающим рестораном «Алекс».
Съёмки убийства Клауса, которого играл Лев Дуров, пришлось проводить в Подмосковье — актёра не выпустили за границу по результатам собеседования с парткомкомиссией. Дуров отличался вспыльчивым характером и отменным чувством юмора — и всё это продемонстрировал комиссии. Вопрос «Опишите советский флаг» показался ему настолько глупым, что он описал пиратский флаг «Весёлый Роджер». Комиссия удивилась, но продолжила задавать вопросы. Актёр в ответ нёс полную ерунду: называл Малаховку и Тамбов союзными республиками, говорил, что не знает ни одного члена Политбюро, так как в нём не состоит. Режиссёру оскорблённый расспросами Лев Дуров сказал, что есть только два выхода — брать другого актёра или убивать Клауса в советских лесах.
Сцена встречи Штирлица с женой в кафе «Элефант» сначала планировалась ещё пронзительней. Вячеслав Тихонов предложил показать герою не только жену, но и ребёнка. Идея была хорошей, но режиссёр боялась, что ребёнок может отвлечь внимание зрителя. А ей хотелось бы показать силу женских чувств. Жену Штирлица рвалась сыграть Светлана Светличная. Она уже снималась в роли влюблённой Габи, и ей хотелось второй ролью подчеркнуть женский типаж, который нравится разведчику. Но Лиознова не захотела снимать с роли Элеонору Шашкову. На самом деле на съёмках этой сцены Тихонов и Шашкова не сидели друг напротив друга — их снимали по отдельности. Актриса была очарована партнёром и ей достаточно было просто видеть его в павильоне, чтобы её глаза выражали всё, что нужно. А Тихонов для того, чтобы сделать взгляд проникновенным, вспоминал таблицу умножения.