Когда Леонид Гайдай в 1970 году решил экранизировать роман Ильи Ильфа и Евгения Петрова «12 стульев», то с сожалением узнал, что заявку на экранизацию уже подал в Госкино его коллега Георгий Данелия.
Георгий Николаевич, услышав о мечте Гайдая снять фильм по роману Ильфа и Петрова, уступил этот проект ему, сказав, что уже «перегорел» этой идеей.
После этого начался непростой процесс отбора актеров на роли. Главными кандидатами на роль Кисы Воробьянинова были Анатолий Папанов (через пять лет он сыграет эту роль в фильме «Двенадцать стульев» Марка Захарова), Юрий Никулин (получивший в итоге роль дворника Тихона), Ростислав Плятт и Сергей Филиппов, который сказал Гайдаю, что много лет мечтал получить хоть одну главную роль в кино.
Когда режиссер позвонил Филиппову и сообщил, что роль оставили за ним, то актер в расстроенных чувствах признался, что у него диагностировали опухоль мозга и впереди у него операция. От отчаяния актер запил. Гайдай сказал, что не забирает у него роль, и Филиппов на съемках мучился головными болями, а после окончания работы успешно перенес операцию.
Куда больше претендентов было на роль Остапа Бендера – Андрей Миронов, Владимир Высоцкий, Алексей Баталов, Евгений Евстигнеев, Валентин Гафт, Владимир Басов, Мустим Магомаев и Александр Белявский.
Сначала Гайдай утвердил Владимира Высоцкого, однако в первый день съемок актер запил. После этого роль получил Белявский, но на съемках Леонид Иович пришел к выводу, что актер не вытягивает роль, теряясь на фоне Кисы в исполнении Филиппова.
В этот момент Гайдаю рассказали о грузинском актере Арчиле Гомиашвили, который играет роль Бендера в театре города Поти. Посмотрев постановку, режиссер убедил руководство Госкино утвердить его на эту роль. Это было непросто, потому что чиновники сомневались в том, что 45-летний актер справится с ролью куда более молодого Бендера.
Правда, Гомиашвили не доверили озвучивать своего героя из-за сильного грузинского акцента – Остат в фильме Гайдая говорит голосом актера Юрия Саранцева. Это сильно обидело Арчила Михайловича, который не разговаривал с режиссеров несколько лет. Помирились они во время телефонного разговора по поводу выхода телефильма Захарова «Двенадцать стульев».
Роль мадам Грицацуевой могла достаться Галине Волчек или Нонне Мордюковой. Но, когда звукооператор из съемочной группы Леонида Гайдая пришел на работу вместе с молодой супругой Натальей Крачковской, режиссер понял – вот она, мечта поэта. Правда, актрису обидело то, что ей придется играть женщину необъятных размеров с арбузными грудями (так было написано в сценарии). Но Гайдай смог переубедить Крачковскую.