В эти же дни Бондарчук начал подбирать актеров на главные роли. Так, на роль Андрея Болконского пробовались Юрий Соломин, Эдуард Марцевич и Олег Стриженов, но состязание выиграл последний. На роль Кутузова 16 мая был приглашен ленинградский актер Николай Симонов, последняя роль которого в телефильме «Очарованный странник» потрясла Бондарчука.
Среди других возможных исполнителей в планах Бондарчука значились: Александр Кторов (Николай Болконский), Владимир Станицын (граф Ростов), Никита Михалков (Петя Ростов). Осенью на «Мосфильме» начались первые репетиции.
27 февраля 1962 г. генеральной дирекцией студии был принят литературный сценарий 4-х серий, 20 марта этот сценарий был обсужден на совещании в Минкульте. Там его тоже одобрили и обязали ряд ведомств и учреждений оказывать всю необходимую помощь создателям будущей эпопеи.
26 марта Фурцева направила письмо заместителю министра сельского хозяйства И. Мозговому о выделении 900 голов лошадей нужных мастей. Консультант фильма по кавалерии генерал-лейтенант Н. Осликовский и директор фильма Н. Иванов вскоре выехали в ЗакВО и ТуркВО для определения годности лошадей горных батарей. В скором времени именно эти лошади станут костяком для создания кавалерийского полка при «Мосфильме» под съемки «Войны и мира».
30 марта фильм был запущен в подготовительный период. Финансирование было выделено приличное: 795 тысяч рублей на актерские пробы, постройку декораций и т. д. плюс 600 тысяч на приобретение необходимого инвентаря.
Остаток весны и все лето в павильонах «Мосфильма» шли интенсивные актерские пробы.
Олег Стриженов внезапно раздумал играть Андрея Болконского. И это накануне начала съемок! Свой отказ Стриженов мотивировал тем, что собирается пойти работать во МХАТ, а съемки, которые грозят растянуться на несколько лет, не позволят ему отдавать всего себя сцене. Бондарчук отправился жаловаться на него в Госкино. Стриженова вызвал к себе зампред Баскаков, но и он ничего не добился. Когда актер наотрез отказался возвращаться в «Войну и мир», зампред только руками развел: «Ну, не с милицией же заставлять играть Болконского». Даже министр культуры Фурцева, которая лично отвечала за создание грандиозной эпопеи, не смогла уговорить его сниматься.
7 сентября 1962 г. съемки фильма «Война и мир» начались. Это были локальные съемки уходящей осенней натуры, которые должны были вестись на протяжении месяца. Снимать начали с эпизода, где французские солдаты расстреливают у стен Новодевичьего монастыря москвичей, подозреваемых в поджогах города. Среди последних находился и Пьер Безухов, роль которого исполнял сам Сергей Бондарчук (в первоначальных планах режиссера было пригласить на эту роль знаменитого штангиста Юрия Власова, но тот отказался). К слову, его жене Ирине Скобцевой досталась в картине роль прелестной Элен.
Съемки у стен монастыря велись в течение нескольких дней, после чего группа перебазировалась в Кремль, чтобы снять несколько объектов на его территории. В конце сентября, недалеко от Иванькова, в селе Богословском, начали снимать эпизод «охота в имении Ростовых в Отрадном».
Тогда же был заменен и другой актер – Николай Симонов, которого утвердили на роль Кутузова. Роль великого полководца сыграл актер Театра имени Вахтангова Борис Захава, у которого в союзном Минкульте было гораздо больше покровителей, чем у Симонова.
Параллельно со съемками Бондарчук лихорадочно искал исполнителя на роль Андрея Болконского. После Стриженова его выбор пал на Иннокентия Смоктуновского. Но тот в это же самое время получил предложение от Григория Козинцева сыграть Гамлета. Когда Бондарчук об этом узнал, он предложил актеру самому выбирать, у кого он хочет сниматься. После мучительных размышлений Смоктуновский выбрал Бондарчука. Но тут в дело вмешался Козинцев, который отправился жаловаться в Кинокомитет. Поскольку авторитет у режиссера был большой, он сумел отстоять свои интересы, и Смоктуновского вернули в «Гамлет».
Роль Андрея Болконского в итоге досталась Вячеславу Тихонову, с которым Бондарчук был знаком еще по фильму «Молодая гвардия».