В сценарии было немало подробностей, взятых из биографии великого учёного. Первые слова, произносимые Изборским, — точные слова Тимирязева, которыми он начал в Лондонском Королевском обществе лекцию о «Космической роли растений».
Рахманов придал своему герою и другие черты Тимирязева. Оба они ботаники, члены многих академий мира, почётные члены научных обществ, награждены мантией Ньютона. Оба высокого роста, сухопары, подтянуты. У них похожие бородки, острый, колючий характер. Они ровесники.
Пиотровский познакомил со сценарием «Беспокойная старость» режиссёров Первой комсомольской бригады Александра Зархи и Иосифа Хейфица. После «Горячих денёчков» они собирались ставить фильм по роману Юрия Германа «Наши знакомые», но сценарий был забракован.
Сама возможность показать большого учёного привлекала режиссёров. Но смогут ли они, молодые люди, снять фильм о пожилом человеке, проникнуть в психологию своего героя? Пиотровский на это ответил: «По-моему, именно такое резкое возрастное несовпадение может придать фильму остроту, создать „революционный взрыв“».
Зархи и Хейфиц от выбора темы и до начала съёмок работали абсолютно синхронно. Обычно либо сами писали сценарий, либо в соавторстве с кинодраматургом. И все проблемы, связанные с постановкой фильма решались ими настолько согласованно, что они в любой момент могли подменить друг друга.
Через некоторое время Рахманов представил студии второй вариант сценария. На заседании режиссёрской коллегии «Ленфильма», проходившей в мае 1936 года под председательством А. Пиотровского, этот вариант подвергли серьёзной критике. К работе над литературным сценарием активно подключились А. Зархи, И. Хейфиц и привлечённый студией драматург Д. Дэль (Леонид Любашевский).
В результате из сценария выпало всё то, что могло «размельчить» суровый пафос повествования. Ушло и камерное рахмановское название «Беспокойная старость», и фамилия профессора: Изборский. Появился Дмитрий Илларионович Полежаев.
Постепенно исчезали из сценария черты семейно-бытовой драмы. Дольше всех не сдавала позиций «молодая героиня» — дочь профессора Зоя с её несчастной любовью к доценту Воробьёву и сложным отношением к отцу. И всё же авторы не побоялись лишить фильм «интересности» и любовную линию убрали. Весь драматургический конфликт будущего фильма сосредоточился вокруг образа профессора Полежаева.
В подготовительном периоде все трудности отступали перед коренной проблемой: кому играть Полежаева? Пока шли поиски главного героя, проводился подбор актёров на другие роли. Тут всё было легче.
Когда встал вопрос о том, кто сыграет доцента Викентия Воробьёва, ассистента профессора Полежаева, взоры режиссёров обратились на Олега Жакова. Зархи и Хейфицу нравится этот молодой актёр со сдержанными, даже скупыми движениями, за которыми ощущалась недюжинная эмоциональная сила.
Роль матроса Куприянова досталась Александру Мельникову. Обаяние, тонкий юмор, свойственные этому артисту, должны были вызвать симпатии к суровому балтийскому моряку.
На роль студента-большевика Бочарова после сравнительно недолгих поисков был утверждён прославленный мхатовец Борис Ливанов. На роль Марии Александровны пригласили артистку Марию Домашеву из Ленинградского театра госдрамы.
Подготовительный период по картине близился к концу, а профессора Полежаева все ещё не было. И тут ассистенту режиссёра Михаилу Шапиро пришла в голову смелая мысль: а что если Черкасов? Молод? Может помочь грим. Почему не попробовать?
Идея пригласить Черкасова на роль профессора Полежаева была, конечно, несколько рискованной. Его знали как талантливого молодого артиста комедийного плана.
Черкасов ознакомился со сценарием и почувствовал, что профессор Полежаев — как раз тот образ, который он искал.
Поначалу неотступное желание артиста сыграть роль Полежаева несколько озадачивало Зархи и Хейфица, потом они и сами загорелись этой идеей. А вокруг на студии посмеивались и предсказывали неудачу — мальчишество, авантюра!
Г. Козинцев, увидев Черкасова на экране, обратился к молодым режиссёрам: «У вас же получится не фильм, а гимназический спектакль. Для мам и пап. Гимназист нацепил на себя бородку, чтобы мама и кузины не узнали. Это же несерьёзно — гимназист в вате!»
Но молодых режиссёров поддерживала вера в Черкасова, подстёгивала жажда риска.
Первая проба состоялась в обычной комнате и всем принесла разочарование. Черкасов был похож на кого угодно, но только не на профессора Петербургского университета, каким представляли его себе постановщики фильма.
Вторая проба проходила уже на студии и была более удачной. Режиссёры решили провести ещё одну пробу.