На главную роль учителя истории Ильи Семеновича Мельникова режиссер пригласил своего друга Вячеслава Тихонова, явившись для него во второй раз в образе ангела-спасителя. Первый их совместный фильм «Дело было в Пенькове» снимался в период болезненного для Тихонова развода с женой Нонной Мордюковой, и именно работа помогла ему преодолеть душевный кризис. От нового предложения Тихонов долго отказывался, находясь в глубокой депрессии после в пух и прах изруганного критиками его Андрея Болконского. Но режиссер был настойчив. И, поддавшись на его уговоры, Тихонов сыграл одну из самых замечательных ролей своей творческой биографии, в которой у него, как и у его героя, оказалось в тот момент много общего: кризис веры в себя и даже проблема ухода из любимой профессии.
Нина Евгеньевна Меньшикова (08.08.1928—26.12.2007), игравшая в основном положительные роли, прочитав сценарий Георгия Полонского, впервые упросила мужа-режиссера взять ее на роль Светланы Михайловны. Правда, по ее признанию, работать с супругом было настолько трудно (он был к ней особенно требователен), что на будущее она зареклась. Но в результате создала яркий и достоверный образ «типичного представителя» учительской среды. Одну из самых лучших ролей в своей кинобиографии.
Меньшикова снялась в фильмах: «Девчата» (1962), «Сердце матери» (1966), «Сто дней после детства» (1975), «Школьный вальс» (1978), «Серафим Полубес и другие жители Земли» (1983), «Ссуда на брак» (1987), «Визит к минотавру» (1987), «Шапка» (1990), «Евлампия Романова» (2003, сериал) и др.
В картине занято много молодых артистов, на тот момент большинство из них — студенты, которые сразу после выхода фильма на экраны стали очень популярны. Это, прежде всего, Ольга Остроумова и Игорь Владимирович Старыгин (13.06.1946—08.11.2009). Каждое его появление на экране было заметным: «Адъютант его превосходительства» (1969), «Обвиняются в убийстве» (1969), «Города и годы» (1969), «Красное и черное» (1976, телефильм), «Красные дипкурьеры», (1977), «Впервые замужем» (1979), «Государственная граница» (1980, сериал), «Лунная радуга» (1983), «Выстрел в гробу» (1992), «24 часа» (2000), «Кодекс чести» (2002), «Козленок в молоке» (2003) и др.
Но он навсегда остался любимцем зрителей в образе неотразимого Арамиса — «Д’Артаньян и три мушкетера» (1978), «Мушкетеры 20 лет спустя» (1992) и «Тайна королевы Анны, или Мушкетеры 30 лет спустя» (1993), «Возвращение мушкетеров, или Сокровища кардинала Мазарини» (2008) и др.
