Мосфильм доверил съемки «Земли Санникова» молодым режиссерам Альберту Мкртчяну и Леониду Попову, а они пригласили на главные роли «звезд» тогдашнего кино. Руководителя экспедиции, Ильина, должен был играть Армен Джигарханян, роль Губина — Игорь Ледогоров, а Игнатия — Евгений Леонов. Но изюминкой фильма планировалось сделать Владимира Высоцкого в роли певца Крестовского и его супругу, Марину Влади, которая должна была сыграть невесту Ильина.
Однако первая тройка артистов не захотела работать с молодыми режиссерами и сниматься отказалась. Вместо Джигарханяна и Ледогорова пришли Владислав Дворжецкий и Сергей Шакуров. Привлечь удалось только одну «звезду» — Георгия Вицина, который согласился сниматься вместо Леонова. Певец Муслим Магомаев утверждал, что роль Ильина предлагали и ему, но он отказался, понимая, что его хотят привлечь не из-за актерских способностей, а как популярную личность.
Роль импульсивного и яркого певца Крестовского очень нравилась Высоцкому. По сценарию, персонаж должен был спеть в фильме несколько песен и специально для него Владимир Семенович написал две песни «Белое безмолвие» и «Кони привередливые», однако съемке помешала политика. Почти перед началом работы над «Землей Санников» на волне Западногерманского радио "Немецкая волна" прошла передача, на которой играли песни Высоцкого. В самом эфире певца представили как борца с советским режимом и бунтарем.
По воспоминания режиссера Мкртчяна, генеральный директор «Мосфильма», Николай Сизов, сообщил ему, что Высоцкий и Влади не подходят. Оказалось, что руководитель Отдела культуры ЦК КПСС, Василий Шауро, посчитал радиопередачу протестной акцией и решил отстранить Владимира Семеновича от всех проектов.
На роль Крестовского взяли Олега Даля, который очень обиделся, что стал заменой Высоцкому. Во время самих съемок режиссеры не могли найти общего языка с актерами, которые считали их дилетантами. Свою роль сыграло и пристрастие Даля к алкоголю. Иногда съемки начинались в 5 утра, и актер приходил на них, не протрезвев. Режиссеры Мкртчян и Попов постоянно ссорились.
Главные артисты отказывались участвовать в нелепых, по их мнению, сценах с плясками, глупой стрельбой и песнями. Особенно сильным конфликт был между вспыльчивым Мктрчяном и Сергеем Шакуровым, который с первого дня работы встал в оппозицию к режиссеру. Позднее к нему присоединились Даль с Дворжецким, которые игнорировали режиссерский взгляд на съемочный процесс.
Вицин старался быть нейтральным, но через время сдался. В конце марта 1972 года актерская группа послала в «Мосфильм» телеграмму с требованием поменять режиссеров, а заканчивался текст словами: «Сидим в дерьме на волчьих шкурах. Дворжецкий. Вицин. Даль. Шакуров».
Или по-моему, или никак!
После окончания первого этапа съемок актеров-бунтовщиков вызвало руководство киностудии. Им сказали, что режиссеров менять не будут, и они должны сработаться. Неконфликтный Вицин сразу согласился, Дворжецкий испугался, что его могут убрать из очереди на получения квартиры в Москве, пошел на попятную и Даль.
Костюмер фильма Алина Будникова вспоминала, что Шакуров поставил ультиматум — или он или режиссеры. Руководство решило уволить артиста, утвердив на его роль молодого Юрия Назарова. Отснятые с Шакуровым сцены оставили, но его фамилию в титрах не указали. Впоследствии актер считал, что Даль и Дворжецкий предали его, поэтому перестал с ними общаться.
С уходом Шакурова конфликты не прекратились, присоединился к ним и Юрий Назаров. Актер воспоминал, как во время съемок на Кавказе стояла сильная жара и подростки, играющие туземцев, падали в обморок. «Детей мучили на площадке по 12 часов, в то время как по КЗОТу они могли быть заняты только 4 часа. Я заступился за 12-летних девчонок. Съемки остановили на неделю, чтобы создать навесы и приемлемые условия. Это не понравилось Мкртчяну». Режиссер позвонил в «Мосфильм» и под надуманным предлогом потребовал убрать Назарова, но руководство не поддержало это предложение.
Однако главным бунтарем оставался Олег Даль. Альберт Мкртчян вспоминал: «Когда Даль не пил, он был прекрасный человек, тонкий, чувствующий, а когда пил, становился невменяемым. Невозможно было с ним разговаривать...». Сам актер в своем дневнике писал о режиссерах, что «они клинические недоноски», лечить которых бесполезно. Конфликтовал Мкртчян и с костюмером Алиной Будниковой, которую, по ее воспоминаниям, мог специально забыть забрать на съемки. В один из таких случаев актеры отказались переодеваться, и режиссер был вынужден послать за ней машину.
Из-за того, что художественный совет Госкино присудил фильму низшую 3-ю категорию, актеры получили небольшие гонорары. В прокате «Землю Санникова» посмотрело более 40 млн человек и картину подняли до 2-й категории.