Сюжет картины «Я шагаю по Москве» прост: в Москве проездом оказывается монтажник Володя из таежного поселка, у которого в журнале «Юность» (тоже примета времени: один из самых любимых читателями журнал) вышел рассказ. У него всего один день. Он договорился о встрече с писателем Вороновым и на пути к нему знакомится со столицей и ее жителями: метростроевцем Колей, его другом Сашей, с красивой продавщицей музыкального отдела Аленой. Истории разных героев как бы нанизывались на ниточку сюжета, рождая прекрасное ожерелье — разноликая Москва и москвичи.
Алексея Локтева, получившего широкую известность после главной роли в фильме «Прощайте, голуби» (1964), на роль Володи утвердили сразу. Сам актер считает, что произошло отчасти это потому, что он чем-то напоминал режиссеру друга — Геннадия Шпаликова. Алексей Васильевич Локтев (30.12.1939—17.09.2006), который казался «лицом своего поколения», снимался в кино мало: «Прощайте, голуби!» (1960), «Последний хлеб» (1963), «Первый снег» (1964), «Наш дом» (1965), «Печки-лавочки» (1972) и др. Он стал одним из создателей православного театра Алексея Локтева (ТАЛ), в котором выступал как руководитель, актер и режиссер. Погиб в автокатастрофе в Благовещенске на фестивале «Амурская осень».
Это был фильм дебютов, давший путевку в большое кино студентам Щукинского училища Никите Михалкову и Евгению Стеблову. Если, по признанию режиссера, Никиту ему «сосватал» старший брат Андрон, то на роль Саши Шаталова уже был утвержден другой актер, которого для сцены в военкомате даже уговорили постричься налысо. Но, увидев Стеблова, Данелия отдал роль ему, правда так и не раскрыв имени предшественника.
Евгений Юрьевич Стеблов (р. 08.12.1945) много снимался и продолжает сниматься в кино: «Первый троллейбус» (1963), «До свиданья, мальчики» (1964), «Перекличка» (1966), «Вас вызывает Таймыр» (1970), «Раба любви» (1975), «По семейным обстоятельствам» (1977), «Расписание на послезавтра» (1978), «Несколько дней из жизни И.И. Обломова» (1979), «Приключения Шерлока Холмса и доктора Ватсона. Собака Баскервилей» (1981), «Не ходите, девки, замуж» (1985), «Русь изначальная» (1986), «СВ. Спальный вагон» (1989), «Макаров» (1993), «Ужин в четыре руки» (1999), «Сибирский цирюльник» (1999), «Любовь. ru» (2000, сериал), «Сыщики»-2 (2003, сериал), «Сыщик Путилин» (2006, сериал), «День выборов» (2007) и др.
В роли Кати, сестры Коли, впервые появилась на экране студентка Школы-студии МХАТа Ирина Мирошниченко, вскоре ставшая одной из самых ярких звезд отечественного кино.
