На роль Андрея Болконского режиссер долго искал актера. Замечательно сыграл на пробах Иннокентий Смоктуновский, мечтавший о роли князя Андрея. Но его утвердили на роль Гамлета, которую тот и выбрал. Лучшей оказалась проба Олега Стриженова, и Бондарчук был готов его утвердить. Но актер обиделся, что Бондарчук не позвал его первым, и отказался играть. Не помогло даже вмешательство министра культуры Фурцевой — «Екатерины Третьей». Тогда она посоветовала попробовать Вячеслава Тихонова. Пробы не были безупречными. Но режиссер поверил в актера. А «памятник» детской глупости в виде татуировки на руке «Слава», которой артист стеснялся, прикрыли перчатками. Четыре долгих года актер работал над образом князя Болконского, и все это время не брался ни за какие другие роли. Болконский, как признавался актер, буквально выпотрошил его. Когда картина «Война и мир» вышла на экраны, разразилась настоящая буря. Большинство критиков категорически заявили о неудаче Тихонова. Вячеслав Васильевич, переживший по этому поводу тяжелейшую депрессию, с ними согласился и даже твердо решил уйти из кино. Не поколебало его решения даже то, что читатели «Советского экрана», посмотрев 1-ю серию фильма, ставшего лидером проката 1966 года (1-е место — 58 миллионов зрителей), назвали Тихонова лучшим актером года. От решительного шага его удержал друг, режиссер Станислав Ростоцкий, уговорив, более того — заставив сняться в роли Ильи Семеновича Мельникова в фильме «Доживем до понедельника», имевшего огромный успех.
Не менее трудными были и поиски Наташи Ростовой. Пересмотрев сотни претенденток, режиссер остановился на непрофессиональной актрисе — балерине Кировского театра Людмиле Савельевой, которая сама явилась на пробу и решительно потребовала повторной, когда первая режиссера не убедила. И ее утвердили. Ей предстояло по ходу учиться азам актерской профессии, умению работать перед камерой.
Но в ней Бондарчук разглядел то, что отличало героиню Толстого от остальных: чистоту и порывистость девушки-ребенка, огромные «говорящие» глаза, взрывной темперамент и искренность. Роль Наташи стала главной в творчестве Людмилы Савельевой. Ее исполнение оценили не только зрители, назвав лучшей актрисой года, но и маститые профессионалы: после показа фильма за рубежом ей посыпались предложения от ведущих режиссеров мира. Людмила Михайловна Савельева (р. 24.01.1942) снималась в фильмах: «Бег» (1970), «Чайка» (1970), «Подсолнухи» (1970 с Софи Лорен и Марчелло Мастроянни, реж. Де Сика), «Всадник без головы» (1972), «Юлия Вревская» (1977), «Шляпа» (1981), «Шел четвертый год войны» (1983), «Нам не дано предугадать…» (1984), «Успех» (1984), «Чужая белая и рябой» (1986), «Черная роза — эмблема печали, красная роза — эмблема любви» (1989), «Часы без стрелок» (2001), «Седьмое небо» (2006), «Анна Каренина» (2009) и др.
Режиссер собрал на картине великолепный актерский ансамбль из звезд отечественного кино разных лет. Светскую львицу Анну Шерер сыграла Ангелина Степанова — великая театральная актриса, в кино почти не снимавшаяся («Бегство мистера Мак-Кинли», «Двадцать дней без войны», «Повесть о настоящем актере» и др.).
Величественного Анатолия Кторова — звезду немого кино — до обидного мало снимали. Его старый князь — один из самых ярких и незабываемых образов фильма, его несомненная удача. Сам режиссер прекрасно сыграл Пьера Безухова. А вот его супругу, Ирину Скобцеву, в роли Элен мало кто принял: конечно, она была красавицей, но уже далеко не молодой.
Три года (1965–1967) Сергей Бондарчук снимал свой главный фильм. В съемках батальных сцен приняло участие 120 тысяч солдат-статистов (Новая Книга рекордов Гиннесса, 1993) из специально сформированных дивизий и кавалерийского отряда. Исторические костюмы на огромное количество артистов и статистов шили не только мастерские «Мосфильма», но и несколько фабрик. В Туле отлили пушки. Часть оружия, мебель, кареты были подлинными: музеи просто обязали их предоставить. Но из-за некачественной пленки приходилось снимать по 10 дублей, 8 из которых уходили в брак.
Эпопея «Война и мир» получила огромный международный резонанс, собрав рекордное число зарубежных наград:
• Премия «Оскар» Голливудской киноакадемии за лучший иноязычный фильм, демонстрировавшийся в 1968 году;
• Большой приз фильму, диплом актрисе Л. Савельевой на Международном кинофестивале в Москве в 1965 году;
• Почетный диплом Международного кинофестиваля в Венеции в 1965 году;
• «Золотая головка Паленке» на Международном кинофестивале в Акапулько в 1965 году;
• «Жемчужный приз» за лучший фильм 1966 года на конкурсе Японской ассоциации любителей кино «Роэй»;
• Почетный диплом на международном кинофестивале в Венеции в 1965 году;
• Первый приз Нью-Йоркской ассоциации кинокритиков как лучшему иностранному фильму за 1968 год;
• Почетный приз за сложные движения кинокамеры при съемке (фрагменты второй серии);
• VII МАНК-Прага в 1966 году;
• В. Тихонов и Л. Савельева — лучшие актеры 1966 года по опросу журнала «Советский экран»;