С самого начала Владимир Бортко задумал отказаться от цвета — в результате операторы снимали ленту с помощью фильтра «сепия».
В процессе работы над сценарием режиссёр решил раздвинуть границы профессорской квартиры и позаимствовать героев из других произведений Булгакова.
Сошедший с ума дворник перекочевал в сценарий из фельетона «Самоцветный быт», профессор Персиков — из повести «Роковые яйца», пророчица в цирке — из рассказа «Мадемуазель Жанна», близняшки Клара и Роза — из фельетона «Золотые корреспонденции Ф. Ф. Капорцева», эпизод со столоверчением — из «Спиритического сеанса».
Прототипом профессора Преображенского был дядя Михаила Булгакова — врач-гинеколог Николай Михайлович Покровский.
На эту роль пробовались звёзды первой величины — Леонид Броневой, Михаил Ульянов, Юрий Яковлев, Владислав Стржельчик, Кирилл Лавров.
Но только у Евгения Евстигнеева профессор получился не только гениальным, но и проникновенным.
Для консультации актёра на съёмочную площадку пригласили одного из руководителей института эндокринологии и обмена веществ Минздрава СССР.
Позже Евстигнеев признавался, что роль профессора Преображенского — самая любимая его киноработа.
На роль Шарикова среди прочих пробовался Николай Караченцов, но Бортко забраковал его со словами: «Его амплуа — герой-любовник, а мне нужен пёс и алкоголик».
Поиски продолжались до тех пор, пока режиссёру не принесли фотографию актёра алма-атинского Театра русской драмы Владимира Толоконникова.
Его фамилия никому ничего не говорила, но на пробах он с блеском отыграл сцену с ужином в профессорском доме. «Он так убедительно гмыкнул, что я утвердил его немедленно!» — вспоминал Бортко.
Более двадцати собак режиссёр отсмотрел, чтобы найти того самого Шарика. Лучше всех себя проявил пятилетний пёс Карай, который служил в милиции и имел на своём счету 38 пойманных преступников.
По словам Бортко, это была умнейшая собака, которая выполняла все команды с первого дубля. Чтобы придать ухоженному псу бродячий вид, шерсть обмазали желатином и нарисовали на боку ожог.
После «Собачьего сердца» Карай продолжил актёрскую карьеру и появился на экране в лентах «Рок-н-ролл для принцессы», «Переэкзаменовка», «Навеки 19-летний», «Свадебный марш».
К сожалению, жизнь талантливого пса оказалась недолгой — спустя всего два года после премьеры «Собачьего сердца» он скончался от отравления.
Среди претендентов на роль доктора Борменталя были Алексей Жарков и Владимир Симонов, но когда перед режиссёром предстал Борис Плотников все сомнения отпали.
Бортко утвердил его моментально и впоследствии был очень доволен своим выбором. Председателя домкома Швондера мог сыграть Семён Фарада, но в результате роль досталась Роману Карцеву.
А сам Владимир Бортко появился в картине в эпизодической роли прохожего в Обуховском переулке, опровергающего слухи о марсианах.
После выхода картины на экраны в прессе появилось множество рецензий — от хвалебных до гневных. Режиссёр вспоминал, что некоторые особо разъярённые критики предлагали чуть ли не отрубить ему руки и сбросить с моста.
За границей же картину приняли благосклонно — фильм отметили призами в Италии, Польше, Болгарии.
Через два года после премьеры «Собачье сердце» оценили и на родине — вручили Владимиру Бортко, Владимиру Толоконникову и Евгению Евстигнееву Госпремию.
