Работу над сценарием фильма «Солярис» Андрей Тарковский вместе с Фридрихом Горенштейном начал в 1968 году. Тогда еще не утих скандал с «Андреем Рублевым», который в Госкино считали очень смелым проектом.
«Солярис» разрешили, потому что наверху его посчитали наименьшим злом. Чиновники полагали, что экранизация фантастического романа Станислава Лема – затея практически безвредная.
Но первый вариант сценария «Соляриса» постигла та же судьба, что «Иваново детство» - первый полнометражный фильм Андрея Тарковского. Речь о конфликте с автором литературного первоисточника. Лем был крайне недоволен тем, что большая часть действия фильма происходит на Земле, к тому же, Тарковский полностью смещал смысловые акценты книги. Режиссер намеревался показать, что космос – чужд и неприятен человеку, а Земля – его родной дом. В книге было все ровным счетом наоборот.
Андрей Тарковский согласился с возражениями, и переписал большую часть сценария, во втором варианте рукописи лишь четверть действия происходила на Земле. Станислав Лем по-прежнему был недоволен, но тут уже режиссер проявил непреклонность. Тогда польский фантаст вынужден был пойти на попятную – он получил гонорар и покинул Москву.
После этого Тарковский начал формировать съемочную группу. Оператором режиссер утвердил Вадима Юсова, которого знал со студенческих лет, и который снимал его дипломную работу. «Солярис» стал их последней совместной работой, потому что после съемок у обоих были друг к другу претензии.
Любимым кинокомпозитором Тарковского был Вячеслав Овчинников, придумавший музыкальный ряд к киноэпопеи Сергея Бондарчука «Война и мир», а также к «Долгой счастливой жизни» Геннадия Шпаликова.
Но для работы над «Солярисом» Тарковский пригласил молодого талантливого создателя электронной музыки Эдуарда Артемьева. Космос и философия – все это прекрасно озвучил Артемьев.
Композитор оригинально подошел к созданию музыкальной темы Океана – он сводил записанные фортепианные звуки, после чего заново обрабатывались на синтезаторе. Специально для «Соляриса» Эдуард Артемьев переложил фа-минорную хоральную прелюдию Иоганна Себастьяна Баха, которая повторяется в фильме рефреном. Эта композиция получила название «Слушая Баха».
У Андрея Тарковского к началу 70-х годов сформировался собственный актерский «пул», поэтому в «Солярис» он позвал проверенных актеров. Это Николай Гринько и Анатолий Солоницын, а главную роль получил «новичок» - Донатас Банионис, которого специально пригласили из Литвы.
Долго режиссер подбирал актрису на главную женскую роль – Хари. Сначала рассматривалась звезда шведского кино Биби Андерсон, потом - бывшая супруга Тарковского Ирма Рауш. Пробовалась Алла Демидова. Но подруга режиссера, его коллега Лариса Шепитько посоветовала пригласить 20-летнюю Наталью Бондарчук, дочку знаменитого советского режиссера и актера. Роль досталась ей. Съемки начались 9 марта 1971 года и продолжались почти до конца года.
Андрей Тарковский вел себя во время съемочного процесса достаточно жестко, чтобы создать нужную атмосферу. Ему нужно было напряжение, которое передавалось зрителю. Доставалось всем, кроме Юри Ярвета, которому подливали в чай коньяк, чтобы смягчить его манеру игры.
Сам режиссер признавался, что съемки «Соляриса» проходили очень тяжело, и он сам каждую рабочую смену заканчивал полностью обессилившим. Но оно того стоило.