Как выяснится позже, всему виной был… внешний вид Демидовой. В прическе и гриме она стала похожа на бывшую жену Симонова Валентину Серову, жизнь с которой оказалась для писателя настолько драматичной, что он не хотел об этом вспоминать. В итоге пришлось вызывать на пробы нескольких популярных актрис. Среди них были: Зинаида Славина, Татьяна Васильева-Ицыкович, Алиса Фрейндлих, Лариса Малеванная, Людмила Зайцева, Людмила Гурченко. Именно последняя в итоге и была утверждена на роль Нины Николаевны. Хотя Герман делал это, что называется, со скрипом. И от самой актрисы этого не скрывал. Он ей так и сказал: «Вы нормальная драматическая актриса, тут никаких открытий не будет. Жаль, мне видится только Демидова. Но автору она не по душе… Ну ничего, все будем строить вокруг Никулина. С тобой будет работать наш второй режиссер, он отлично это умеет. Проба у тебя так себе. Я там подрезал, кое-что подсобрал…»
В середине января съемочная группа приехала в город Джамбул Казахской ССР. Здесь вскоре должны были начаться съемки фильма, но они встали под угрозу срыва. Дело в том, что к приезду киношников ничего не оказалось готово: нет ни вагонов военного времени, ни паровоза. Герман срочно телеграфировал об этом Симонову, который немедленно связался с казахским ЦК КПСС. Там пообещали помочь, стали звонить в Джамбул, но замдиректора фильма почему-то решил, что звонки эти связаны с угрозой каких-то неприятностей, и к телефону не подходил. К счастью, длилось это недолго, и недоразумение было улажено.
Съемки начались 22 января 1975 года в естественном интерьере – в поезде времен войны, которому предстояло ездить по железнодорожной ветке 300 километров туда и обратно. Работа в тот день выдалась нервная. Сначала едва не разругались Герман с оператором Валерием Федосовым. Последний стал тянуть одеяло на себя, командовать на площадке, указывать Гурченко и другим актерам, как себя вести в кадре, куда встать. Герман терпел это недолго и сказал оператору следующее: «Валерий, я два года придумывал это кино, у меня уже все решено. А у тебя в голове никакого кино нет, есть только желание командовать. Если так, забирай свои вещи, и расстанемся». Оператор оказался человеком понимающим, больше с тех пор одеяло на себя не тянул, и вообще они потом стали с Германом друзьями.
Где-то в середине дня «сорвалась» Гурченко, которая в глубине души таила обиду на Германа – за его слова о том, что он в нее не верит. В тот день актриса никак не могла сыграть рыдания так, как ее просил режиссер (а ему хотелось, чтобы в этом эпизоде рыдания Гурченко были похожи на уродливые рыдания английской актрисы Сары Майлз из фильма «Работник по найму»), чем здорово злила Германа. Когда после нескольких дублей у нее так и не получилось зарыдать по-майлзовски, режиссер остановил съемку: «Вот видите, не можете простого… Давайте в кадр Юрия Владимировича, а с вами завтра попробуем еще раз». Гурченко расстроилась, ушла в свое купе и заперлась в нем, чтобы никого не видеть.
Л. Гурченко вспоминала: «Фильм «Двадцать дней без войны» – это моя любовь и нежность к Юрию Владимировичу. Нас намеренно поместили рядом, купе к купе, чтобы мы привыкали друг к другу. Ведь мы же играем любовь, да еще какую! Ни в одной своей роли Ю. В. на экране любовь не изображал, и это ему предстояло впервые. Ровно через неделю нашего купейного соседства я уже знала все повадки и привычки своего необычного партнера: как спит, как носом свистит, как пукает. Утро начиналось с громкого затяжного кашля. Если судить по тому, что он любит есть, то он очень дешевый артист. Самое любимое блюдо – макароны по-флотски. Еще котлеты и растворимый кофе. За стенкой я слушала его любимые песни с патриотической тематикой или песни, которые под гитару исполняют барды…
После того как сняли первый материал, режиссер объявляет: «Будем снимать любовную сцену, лежа, голыми, как весь мир снимает, ничего особенного». И тут я посмотрела на лицо Никулина… Этот поезд, зима, обледенелые окна, в шесть утра стакан растворимого кофе, грим, в семь уже выезжаем. После кофе стук в дверь, я знаю, что это Ю. В., открываю. В обледенелом коридоре стоит в майке, в длинных трусах, с полотенцем через плечо. Я говорю: «Что с вами?» Он: «Будем приучать друг друга к своему телу. Я – первый»…»
В течение почти трех недель (с 22 января по 12 февраля) длилась джамбульская экспедиция. Это была поистине адова работа: съемки велись при минусовой погоде в неотапливаемых вагонах. Группа дико злилась на Германа за это (ведь ему предлагали снимать эти эпизоды в павильонах «Ленфильма», но он хотел, чтобы в кадре все выглядело достоверно), но поделать ничего не могла – нарушать производственную дисциплину было нельзя. Юрий Никулин оставил о тех днях следующие воспоминания: