Драматург Валентин Черных написал сценарий для участия в конкурсе на лучший фильм о Москве. История о женщине, которая сначала перед одним мужчиной выдавала себя за обеспеченную москвичку, а потом скрывала от другого, что работает директором фабрики, называлась «Дважды солгавшая». Сценарий особого интереса ни у кого не вызвал, а вот Владимиру Меньшову очень понравился ход с временным прыжком, когда героиня заводит будильник и засыпает в слезах, а просыпается уже через двадцать лет — и карьера сделана, и дочь выросла… Эта необычная задумка сценариста сподвигла режиссёра взяться за работу. Сценарий дорабатывать пришлось самому — Валентин Черных наотрез оказался что-то менять.
На роль Гоши пробовались Виталий Соломин, Вячеслав Тихонов, Олег Ефремов, Леонид Дьячков и многие другие, но режиссёр ни в одном из них не увидел интеллигентного слесаря. Посмотрев фильм «Дорогой мой человек», Владимир Меньшов решил пригласить Алексея Баталова. Актёр принял предложение без энтузиазма — и сценарий его не впечатлил, и героем он не проникся… После премьеры Гоша стал «визитной карточкой» Баталова и объектом восхищения зрительниц нескольких поколений. Но сам актёр по-прежнему относился к нему с подозрением, мол, женщина с ним в финале, конечно, счастлива, но через три дня он её по голове бутылкой может начать бить…
Трех подруг могли сыграть Наталья Сайко, Нина Русланова и Анастасия Вертинская. Так же режиссёр предлагал роль Катерины Маргарите Тереховой, но она отказалась в пользу Миледи, тогда он решил снимать свою жену Веру Алентову. Ирину Муравьёву режиссёр увидел в телеспектакле, а с Раисой Рязановой познакомился в поездке по Сибири — они ездили от разных киностудий выступать в кинотеатрах перед сеансами. Рязановой её тихая Тося нравилась, а вот Ирина Муравьёва почти рыдала, увидев свою Людмилу в готовом фильме: «Грубая, неотесанная, местами пошлая. Всё, что я ненавидела в жизни и в людях, вылезло на экран».
Сценарист фильма Валентин Черных рассказывал, что у героини Ирины Муравьёвой был прототип — знакомая домработница выдавала хозяина квартиры за своего дядю и встречалась со спортсменом. А про Гошу сценарист говорил: «Это моя мечта и мои комплексы, я хотел бы, чтобы женщины видели меня таким».
Изначально фильм был на час длиннее. Отснятый материал показали в Госкино и после этого отправили на монтаж. Почти целиком убрали сцены Веры Алентовой и Олега Табакова, а также сократили разговор Гоши и Николая. В оригинале диалог героев был таким: «Что происходит в мире?» — «Стабильности нет. Террористы опять захватили самолет компании „Эйр Франс“», но во избежание международных проблем название авиакомпании убрали. По сценарию Гоша и Коля во все горло распевают «По Дону гуляет казак молодой», а в фильме они скромно разделывают таранку.
По сценарию Людмила получила для себя и подруг приглашение на дипломатический прием в аргентинское посольство, и подруги восхищенно разглядывали послов и их «Бьюики». Но руководство Госкино потребовало убрать этот эпизод, и тогда девушки пошли на фестиваль французских фильмов, куда приехали знаменитый Георий Юматов и «начинающий актёр» Иннокентий Смоктуновский.
Так же Госкино запретило показывать хоккеиста Гурина опустившимся пьянчугой. После обещания завязать он должен был приехать на дачу в крайне неприглядном виде да ещё и со своим собутыльником, и начать препираться с Людмилой из-за трёх рублей. Но киноначальники были против такого развития: все-таки спортсмен, да ещё и игрок сборной, раз сказал, что завяжет, значит — завяжет.
Худсовет картину принял без восторгов, её обвиняли в излишней мелодраматичности и приземлённости, в успех сразу поверил только директор «Мосфильма». Но окончательно прокатную судьбу фильма решил Леонид Брежнев — он пришел от него в восторг, и после этого вся критика не имела значения. В прокате фильм ждал триумф! За год его посмотрело 85 млн человек, а 100 стран купили для показа на своей территории. Фильм очень полюбили в Америке, но для американских зрителей лиричная составляющая была на втором плане, они больше восхищались героиней, которая сама себя сделала и осуществила свои мечты. А вот Гошу и переживания из-за него американцы, а особенно американки, не поняли.
В 1981 году «Москва слезам не верит» стал четвёртым советским фильмом, получившим премию «Оскар» как лучший фильм на иностранном языке. Режиссёру фильма Владимиру Меньшову выезд не разрешили, и статуэтку в США получил атташе по вопросам культуры. Режиссёр пытался выяснить из-за чего его не выпускали из страны, но ответа никто не давал. Только спустя много лет он узнал, что на него было два доноса от коллег: один за восхищение количеством продуктов в заграничном магазине и второй — за удивление отставке Председателя Президиума СССР Николая Подгорного. Вручённый «Оскару» Владимиру Меньшову отдали только спустя 8 лет.