Им еще многое предстояло испытать – и жар боев, и радость первой победы над врагом, и величие братства, скрепленного кровью, и первую любовь, и горечь утраты... И настанет день, когда по команде «в бой идут одни старики» бывшие желторотики бросятся к своим самолетам...
Быков осуществил свою давнюю мечту и освоил управление самолетом во время съемок картины.
Поющая эскадрилья на самом деле существовала во время Великой Отечественной войны.
Студентка театрального института Евгения Симонова снималась во время учебы — на съемочную площадку ее привела мама.
Государственные чиновники долго не принимали сценарий фильма, вначале производства картины для съемок выделили всего один самолет. После того как сценарий фильма очень понравился одному из маршалов авиации — на площадке появилось ещё два самолета.
В роли «догорающего мессера», сбитого «Кузнечиком» был использован планер КАИ-12 «Приморец».
История Героя Советского Союза Надежды Поповой и Героя Советского Союза Семёна Харламова легла в основу любовной линии фильма.
Еще в 1967 году Леониду Быкову предложили поставить картину о летчиках по сценарию Владимира Кунина «Хроника пикирующего бомбардировщика». Однако он непременно хотел включить в нее песню Смуглянка, что было категорически отвергнуто Куниным. Свой замысел о летчиках, поющих «Смуглянку», Быков воплотил в ленте «В бой идут одни «старики».
Занимает по посещаемости 61-е место среди отечественных фильмов за всю историю советского кинопроката.
Изначально Леонид Быков хотел снимать фильм цветным. Но цветная пленка, которая лежала на студии Довженко, давалась только на соцреалистические фильмы. Быкову говорили: если будешь снимать под заказ фильм о трактористах – дадим цветную пленку. На фильм о войне дали только черно-белую.
Роль советских истребителей в фильме исполняют учебно-тренировочные самолёты Як-18, роль Мессершмитта — чехословацкий спортивно-пилотажный Злин Z-326 Акробат. Пилотированием занимались лётчики ДОСААФ. Настоящие истребители времён второй мировой появляются только на вставках с кинохроникой.
Героям фильма, капитану Титаренко и механику Макарычу были установлены памятники в Киеве и Харькове соответственно.
Считается, что прототипом Смуглянки стал Виктор Щевронок, друг детства Леонида Быкова, с которым они вместе поступали в лётное училище, и который погиб в апреле 1945 года при освобождении Чехословакии.
Многие детали сценария были взяты из жизни. Рисунок нотного стана на фюзеляже истребителя «Маэстро» был сделан по аналогии со штурмовиком Ил-2 Василия Емельяненко. Имели место и трагическая история любви узбекского лётчика (настоящая фамилия — Марисаев) и русской девушки (в отличие от своей героини, она не была лётчицей и погибла при бомбёжке столовой), привычка механика крестить перед вылетом самолеты, попадание Маэстро в плен к своим и фраза «Я бы, товарищ командир, ещё больше фрицев сбил, да вы своим нижним бельем всех фрицев распугали».
Название фильму дала традиция лётчиков не пускать сразу в воздушный бой вновь прибывшее пополнение, давая им «налетать» опыт.
Быкову с трудом удалось утвердить кандидатуру Алексея Смирнова на роль механика Макарыча. Актёр был известен зрителю исключительно как артист комедийного плана, поэтому чиновники отказались утверждать его на роль. В ответ Быков заявил, что откажется снимать фильм, если в нём не будет Смирнова, и рассказал о боевой биографии актёра, участника Великой Отечественной, кавалера трёх орденов.
По изначальному замыслу Быкова роль Скворцова должен был исполнять Леонид Филатов. Владимир Талашко, в итоге исполнивший роль ведомого Титаренко, позже сказал, что если это и было так, то Быков о таких подробностях умолчал, чтобы не ранить коллегу.
На роль «Кузнечика» Быков планировал пригласить Владимира Конкина. Конкин согласился на роль Кузнечика, но в тот период он был занят в фильме «Как закалялась сталь» Николая Мащенко, и режиссёр не отпустил его на съёмки к Быкову.
Рустам Сагдуллаев, сыгравший лейтенанта Сагдуллаева, он же «Ромео», одновременно снимался в фильме «Мой добрый человек», для чего актёру приходилось постоянно летать в Ташкент, где проходили съёмки. По этой же причине он проводит большую часть фильма в шлемофоне или пилотке, чтобы его длинные волосы, нужные для другой роли, не нарушали достоверности образа лётчика времён Великой Отечественной войны.