«Летом 70-го года я шёл по улице Горького, повстречал Кешу Смоктуновского, с которым нас уже связывали и дружба, и ссоры, и ревность к Марьяне Вертинской, и обида, что он отказался играть Рублёва. Я был свободен как птица, никаких творческих планов. Зашли в кафе „Мороженое“ на углу Горького и Пушкинской площади. Там подавали лучшее в мире крем-брюле.
— Давай сделаем что-нибудь вместе, — сказал я. — Чтоб не откладывая можно было поставить.
— Давай, — говорит он. — Я сейчас царя Федора репетирую. Может, его и снимем?
— А что ещё?
— Можно «Дядю Ваню».
— Давай «Дядю Ваню».
Выпили шампанского. Я вышел из кафе, свернул направо в Гнездниковский, зашёл в Госкино. Не помню уже к кому. Кажется, к Кокоревой. Сказал, что хочу ставить Чехова.
— Что?
— "Дядю Ваню".
— Замечательно!
Неужели так можно было решать?! Может быть, это было совсем не так. Но сейчас мне кажется, что было именно такое лёгкое решение, какого ни прежде, ни потом у меня уже не было».
Вообще картина шла легко. Сценарий Михалков-Кончаловский написал за две недели. Потом начались актёрские пробы. Роль Астрова была предложена Бондарчуку, который в то время снимал в Италии «Ватерлоо». Он быстро перечитал пьесу и согласился.
На роль Серебрякова режиссёр пригласил прославленного Бориса Бабочкина. Начали репетировать. Михалков-Кончаловский пишет: «Я по ходу дела пытался ему что-то деликатно подсказывать — со всем почтением к его таланту и возрасту. „Молодой человек, — отрубил он. — Вы мне не подсвистывайте. Я со свиста не играю. Я сам“. На этом наша совместная работа кончилась. Роль Серебрякова досталась Зельдину, замечательному артисту и очаровательной личности».
Елену Андреевну согласилась играть Ирина Мирошниченко, а вот на Соню долго никого не могли найти. Начали снимать молодую актрису из Ленинграда. Но её непрофессионализм бросался в глаза. Пришлось Кончаловскому просить Купченко: «Ира, выручай!» Это была большая удача. Один из критиков точно заметил: «Ирина Купченко — не просто молодая актриса огромного обаяния и глубочайшей правды — в её творчестве различимо поистине драгоценное качество: пересечение актёрского дара с личными человеческими данными, которые мысленно мы соединяем с представлениями о высшей духовной красоте».
Михалков-Кончаловский сразу отказался от механического «перенесения» пьесы Чехова на экран. Он постарался передать возникшее у него представление об усадьбе Войницкого и её обитателях — постоянных и временных. Постановщик старался увидеть героев не такими, как их интерпретировал МХАТ, а такими, какими их понимал автор. «Астров мне виделся человеком опустившимся, ходящим в мятом пиджаке. Недаром в пьесе говорится о неудачной операции, которую он сделал, о больных, лежащих на полу вместе с телятами. Елена Андреевна говорит об Астрове: „Талантливый человек в России не может быть чистеньким и трезвым“. А Станиславский делал из Астрова чистенького и трезвого борца за народное будущее».
В фильме нет столь обычных для постановок пьес Чехова расслабленных, вялых, безвольных людей. Даже Войницкий, дядя Ваня, необыкновенно активен. Добрый, безобидный, стеснительный, он доходит до того, что стреляет в профессора, которого до недавних пор считал чуть ли не выдающимся талантом.
Изумительному Смоктуновскому сильно облегчает задачу исполнение роли профессора Серебрякова В. Зельдиным. С полным совершенством изображён самовлюблённый и бездарный, недалёкий, пошлый человек, претендующий на право быть учителем жизни. Чего стоит такая поразительная деталь, найденная Кончаловским: профессор настолько убеждён в неприкосновенности своей личности, что сразу после произведённого в него выстрела начинает небрежно листать какие-то ноты, желая занять время, пока другие будут волноваться и хлопотать по поводу случившегося.
В то время Михалков-Кончаловский находился под большим впечатлением от Ингмара Бергмана, и «Дядя Ваня» — в большой степени дань этому влиянию. Особенно его удивляло, насколько по-театральному шведский режиссёр пользуется светом. Только что свет был реальный и вдруг из дневного стал ночным. Этот приём Михалков-Кончаловский успешно использовал в «Дяде Ване». Когда Елена Андреевна и Соня стоят, обнявшись, свет необъяснимо начинает гаснуть, и вместо лиц на экране — два силуэта.
Картину начинали снимать на импортном «Кодаке», но его не хватало. Попытались использовать отечественный «Совколор» — цвет получился жуткий. Тогда Михалков-Кончаловский решил: «Лучше буду снимать на чёрно-белой плёнке, чем на „Совколоре“». И он стал отмечать для себя моменты, где чёрно-белый материал был бы уместен, например, в прологе фильма.