Съёмки популярной комедии "Бриллиантовая рука" начались в конце апреля 1968 года на Мосфильме. Там были обустроены квартиры семейства Горбунковых, Шефа, Лёлика и Геннадия Козодоева. В павильонах киностудии смонтированы каюты теплохода, дом моды с коллекцией «Мини-бикини 69», «Плакучая ива», а также номер гостиницы «Атлантика», где героиня Светланы Светличной соблазняла Семёна Семёновича.
Универмаг, в котором Горбунков искал коня без крыльев и халатик, а очаровательная Светлана Светличная предложила ему приобрести дефицитный товар, располагался на Комсомольском проспекте в Москве.
Также съёмки фильма проходили на всем черноморском побережье. С конца мая до середины июля съемочная группа побывала в Сочи, Адлере, Туапсе и даже поселке Новый Свет в Крыму.
В середине июня были отсняты все сцены на теплоходе «Михаил Светлов»: спуск по трапу, прощание Горбункова с семьей с палубы и песня «Остров невезения». Теплоход "Победа" сменил имя на время съемок. Переименование Гайдай объяснил своей любовью к стихам поэта М. Светлова.
Эпизод с рыбалкой снимался в четырех разных местах. Развилка у Черных камней и Белой скалы, подъезд к месту рыбалки на мотоцикле были отсняты в Красной Поляне, неподалеку от Сочи. Процесс рыбалки и попытка покушения Геннадия на Семёна Семёновича происходили в Туапсе, у скалы Киселёва.
В середине сентября начались съемки в Баку. Именно там снимали сцены «Стамбула». Ичери-шехер (Старый город) является самой древней частью столицы Азербайджана. В пределах крепостных стен располагается множество архитектурных достопримечательностей города, в числе которых Джума мечеть, Дворец ширваншахов, баня Гаджи Гаиба, мечеть Мухаммеда и Девичья башня. Древняя улица Кичик Гала стала основной локацией для съёмок «заграничной» части ленты, где Семён Семёнович поскальзывается перед аптекой.
Падение героя Юрия Никулина и наложение на его руку «бриллиантового» гипса отсняты на улице Кичик Гала. Эпизоды встреч советских туристов с женщиной легкого поведения - на улице Сабира.
В кадре оказались старинные сооружения столицы Азербайджана: Крепостная стена, Девичья башня, Джума мечеть, Дворец ширваншахов.
Финальные сцены фильма - встреча с шефом в лесу, погоня и полет «Москвича» на вертолете сняты в Павловской слободе в Подмосковье.