Первоначально на роль Деточкина планировался Юрий Никулин, но он вместе с цирком отправился на гастроли в Южную Африку почти на полгода. В результате на роль Деточкина пробовался Олег Ефремов, но в итоге ее отдали Иннокентию Смоктуновскому, а Ефремов сыграл роль Максима Подберезовикова. На роль Деточкина также пробовались Леонид Куравлёв, Леонид Быков, Василий Лановой, Александр Белявский, Михаил Державин.
Мосфильмовская «Волга» ГАЗ-21, на которой Деточкин ушел от погони, впоследствии стала знаменитым «такси на Дубровку» Папанова (только перекрашенным) в фильме «Бриллиантовая рука» (1968) и такси героя Ефремова в фильме «Три тополя на Плющихе» (1967).
Вальс, звучащий во время погони милиционера за Деточкиным, использует музыкальную фразу из песни «Padam… Padam…». Эта мелодия композитора Андрея Петрова одна из наиболее известных и узнаваемых в мире музыки кино. В репертуаре Сергея Никитина есть песня «Стеклянный господин» (на стихи Евгения Евтушенко), использующая мотив вальса из фильма «Берегись автомобиля».
Деточкин (Смоктуновский) играет Гамлета в театре самодеятельности. Сам Иннокентий Смоктуновский к тому времени уже блестяще сыграл Гамлета в одноименном фильме. Постановка театра самодеятельности использует перевод пьесы М. Лозинского, а не Б. Пастернака.
Мамой Деточкина в фильме хотели стать актрисы Рина Зелёная и Мансурова.
Специально для съёмок Смоктуновский по настоянию режиссёра сдал на водительские права.
На роль Подберёзовикова пробовались Пётр Щербаков, Алексей Эйбоженко, Олег Борисов, Юрий Яковлев (впоследствии он остался в картине в качестве рассказчика).
На роль Димы Семицветова пробовались Юрий Белов и Владимир Балон.
В августе 2014 года начался процесс колоризации фильма, в нём успел принять участие сам Эльдар Рязанов. Работы продолжались более двух с половиной лет; премьера цветной версии, приуроченная к 90-летию Рязанова, состоялась 18 ноября 2017 года на Первом канале.
Когда происходит беседа Деточкина с милиционером, и тот жалуется на плохой аккумулятор, бордюры то покрашены «в зебру», то нет.