Фильм снимали в ураганном темпе. 24 мая Михалков с Рустамом Ибрагимбековым уехали писать сценарий. 15 июня уже привезли его. А 19 июля начались съемки. Примерно месяц, чтобы отобрать исполнителей, сшить костюмы — это крайне сжатый срок.
Одна из причин такой спешки — маленькая дочь Михалкова. Вскоре после премьеры «Утомленных солнцем» режиссер говорил: «Сегодня Надя бы уже не снималась в этом фильме, она выросла, она другой человек. И сцена в бане уже приобрела бы эротический оттенок. Мне же очень хотелось ее снять, потому что я чувствовал в ней ту степень детской раскованности и обаяния, которые было бы очень жалко упустить. Из-за нее и я взялся сниматься».
Роль комдива Котова Михалков сразу примерял на себя, посчитав, что в кадре он будет более полезен Наде, нежели за камерой. Правда, Никита Сергеевич подумывал о Гостюхине, но в исполнении этого актера Котов стал бы социально ясным с первого шага, и конфликт мгновенно был бы определен и огрублен.
Время показало, что выбор был сделан правильный: Надя в кадре рядом с папой ведет себя очень естественно.
Роль Дмитрия изначально писалась для Олега Меньшикова. Иных кандидатур не предполагалось. Между тем, когда сценарий был написан, Никита Сергеевич не мог отыскать любимого артиста. В результате родилась легенда о том, что Меньшиков скрывался от Михалкова.
Ингеборга Дапкунайте в «Утомленных солнцем» появилась совершенно случайно. Во время первой встречи она потрясла Михалкова улыбкой. Ингеборга улыбнулась — и режиссер воскликнул: «Ой!» Сделали фотопробу, а потом уже не было времени искать других актрис.
Михалков начал снимать «Утомленных солнцем» летом 1993 года в Москве, на Николиной горе. Осенью киногруппа переехала в Кстово, небольшой городок близ Нижнего Новгорода. С первого дня условия работы для актеров были идеальными. Дача, где снимался фильм, находится в местечке Зеленый город и принадлежала экс-мэру Нижнего Новгорода Дмитрию Беднякову. Рядом со съемочной площадкой для исполнителей главных ролей стояли трейлеры — «мерседесовские» вагончики, оборудованные как небольшая жилая комната с туалетом, душем, теплой водой. В специальном вагончике можно было гримировать актеров в тепле. Горячая еда бесплатно каждый день.
В самом Кстове группа жила в пансионате, где всем была обеспечена достаточно комфортная жизнь. В свободное время, как всегда на съемках у Михалкова, играли в футбол. Два часа. Это серьезная психотерапия. Кстати, выступая в Сочи перед участниками кинофестиваля «Кинотавр», Михалков рассказал о том, почему бытовая сторона жизни его группы на съемках столь для него существенна: «Атмосфера внутри кадра является продолжением атмосферы за кадром. Артист, который, условно говоря, плохо поселен, поругался утром с директором картины, который хочет тишины в свободное время, а рядом шум и грохот, которому не дали машины… словом, вы ничего не сможете от него требовать. Он обманет зрителя. Он не сможет обмануть вас, а вы не сможете обмануть его, потому что это перетекающий процесс из кадра в кадр».
Киногруппа Михалкова, как правило, работает с полной отдачей. В том числе невзирая ни на какие погодные условия. Лето 1993 года было в Центральной России сырым и холодным. В сентябре в Кстове температура и вовсе упала до минусовой отметки. В то время как на экране должен был ожить жаркий, пронизанный горячим солнцем, летний июльский день в Подмосковье.
Во время съемок за окном веранды, где происходит основное действие жаркого солнечного дня, было шесть градусов мороза. Более 150 тысяч искусственных листьев должны были скрыть унылый пейзаж стремительной осени на дворе. Артисты полоскали рот ледяной водой, дабы не было видно пара…
В ледяную воду заходила шестилетняя Надя Михалкова, игравшая дочь комдива Сергея Котова. Отважно бросались в воду и глубоко ныряли, как положено по роли, Ингеборга Дапкунайте и Олег Меньшиков. На холодной земле лежали люди в купальных костюмах. Кто сегодня догадается, глядя «Утомленных солнцем», какой ценой далась ее создателям эта точно воссозданная атмосфера ясного, почти знойного дня…
Кинокритики обратили внимание на сюжетную линию с заблудившимся водителем, которого замечательно играет Авангард Леонтьев. По словам Михалкова, «водитель — это метафора России, которая ищет свою дорогу, а все встречные показывают в разные стороны. И непременно кроют матом». Образ этот имеет вполне конкретную проекцию в жизни. Однажды Михалков возвращался со съемок «Обломова» из деревушки, где снимали Обломовку. Водитель «рафика» не знал дороги и пошел выяснять, как проехать. Минуты через три он вернулся с огромным фингалом: стал спрашивать у местных дорогу, слово за слово, не успел оглянуться, как его матом обложили и подбили глаз. Михалкову это происшествие так запало, что он записал себе в записную книжку.