На роль Деточкина пробовались Леонид Куравлев и Олег Ефремов. Посмотрев пробу последнего, Рязанов предложил ему роль следователя Максима Подберезовикова, сделав прекрасный выбор.
Олег Николаевич Ефремов (01.10.1927—24.05.2000) — актер, режиссер, сценарист, педагог Школы-студии МХАТа, профессор, до последних дней главный режиссер МХАТа, снялся в кино в 80 фильмах, в основном в главных ролях. Среди них: «Испытательный срок» (1960), «Мой младший брат» (1962), «Сотрудник ЧК» (1964), «Живые и мертвые» (1964), «Вызываем огонь на себя» (1963–1964), «Война и мир» (1965–1967), «Айболит-66» (1966), «Три тополя на Плющихе» (1967), «Еще раз про любовь» (1968), «Гори, гори, моя звезда» (1969), «Король-олень» (1969), «Мама вышла замуж» (1969), «Случай с Полыниным» (1970), «Здравствуй и прощай» (1972), «Москва, любовь моя» (1974), «Дни хирурга Мишкина» (1976), «Шофер на один рейс» (1981), «Чужая жена и муж под кроватью» (1984), «Батальоны просят огня» (1985), «Первая встреча — последняя встреча» (1987), «Шапка» (1990), «Ширли-мырли» (1995) и др.
Поняв, что никто из претендентов не «ложится» на задуманный образ, Рязанов сам отправился в пригород Ленинграда на дачу к больному Смоктуновскому и, включив весь арсенал напора и обаяния, вырвал-таки согласие актера, подтвержденное распиской.
Стойкий многолетний успех у зрителей и причисление картины к категории «культовых» подтвердили талант режиссера, в том числе и в умении собирать уникальные актерские ансамбли, в которых запоминались как главные герои, так и блестящие работы актеров второго плана и эпизодов. Как это было с Евгением Евстигнеевым, сыгравшим режиссера народного театра, предлагавшего «замахнуться на Вильяма нашего Шекспира», с Георгием Жженовым — потрясающе достоверным безымянным автоинспектором, Анатолием Папановым — этаким дубиной-полковником в отставке с его яркими тирадами: «Свободу Юрию Деточкину!» и «Тебя посодют, а ты не воруй!»,
Андреем Мироновым в роли обаятельного спекулянта Димы Семицветова, Галиной Волчек — покупательницей магнитофона и т. д. В придачу с Юрием Яковлевым в «роли» закадрового голоса.
Замечательная театральная актриса Ольга Александровна Аросева (р. 21.12.1925), к сожалению, в кино снимавшаяся нечасто, особенно запомнилась в фильмах Рязанова «Берегись автомобиля», «Старики-разбойники» (1971) и «Невероятные приключения итальянцев в России» (1973), а также в фильмах «Интервенция» (1968) и «Трембита» (1968). Для роли Любы она овладела профессией водителя троллейбуса, окончив специальные курсы, и во время съемок сама водила троллейбус по Садовому кольцу.
