24 марта 1960 года на экраны вышла сказка Александра Роу «Марья-искусница». Режиссёр давно хотел снять фильм про солдата. Он перерыл гору фольклора, но истории про бравых воинов неизменно сопровождались грубыми шуточками и неприличными подробностями. Адаптировать такое под детское произведение было бы очень сложно.
Тогда Роу начал искать литературные источники и нашёл пьесу Евгения Шварца «Сказка о храбром солдате», написанную ещё в 1946-м году для кукольного театра. Роу связался со Шварцем и попросил сделать из пьесы сценарий для фильма.
Почему-то «Сказку о храбром солдате» очень невзлюбили худсоветы — что театральный, что киношный. В Театре юного зрителя на ней поставили клеймо «мрачная, громоздкая и художественно неполноценная» и через два года исключили из репертуара. На Киностудии имени Горького от сценариста потребовали добавить русского фольклора и подчеркнуть, что сказка рассчитана именно на советских детей. Шварц не понимал, что имеется в виду, раздражался, что Роу идёт на поводу у худсовета, но переписывал сюжет до тех пор, пока сценарий не утвердили. В результате авторы добавили сказочных героев, переключили внимание с личности солдата на волшебные события, а фильм получил название «Марья-искусница».
Часть сказки снимали в павильонах киностудии, а натурные съёмки проходили в Ялте. Там были отсняты все подводные эпизоды — стены ялтинского ущелья покрасили синей и коричневой краской и поставили декорации, а сцены колдовства и превращения Водокрута были сделаны при помощи комбинированных съёмок.
Александр Роу предпочитал работать с проверенной командой и пригласил в фильм уже знакомых ему актёров. На роль солдата он утвердил Михаила Кузнецова, которого снимал в комедии «Драгоценный подарок». Царя Водокрута и придворного Квака сыграли Анатолий Кубацкий и Георгий Милляр, которые снимались почти во всех фильмах Роу. Сергей Троицкий, игравший казначея, познакомился с режиссёром ещё на съёмках сказки «Кощей Бессмертный», а Александр Хвыля был любимым актёром Роу после работы над фильмом «Майская ночь, или Утопленница».
Георгий Милляр всегда очень ответственно подходил к съёмкам. Пока снимался фильм, актёр ходил зелёным — лицо и голову ему красили краской на основе зелёнки. Для своего героя Милляр выбрал из реквизита большие ласты — он постоянно спотыкался, падал, но ласты не менял, так как они соответствовали персонажу и делали образ комичным. Чтобы гримёрам легче было превращать его в Квака, актёр сбрил не только волосы, но и брови. Ко всему прочему Милляр придумал своему герою манеру «приквакивать». Когда его хвалили на съёмочной площадке, актёр гордо говорил: «Ква-ква-квалификация!».
Новыми актёрами в команде Роу оказались красавица Нинель Мышкова и десятилетний Виктор Перевалов, которому «Марья-искусница» открыла двери в большое кино. На роль Иванушки его выбрали из сотни претендентов, и это было его третье появление на экране после детской короткометражки «Тамбу-Ламбу» и эпизода в киноповести «Город зажигает огни». Перед съёмками Вите обрили голову под парик, подогнали костюм и сказали приходить на площадку через три дня. За эти три дня ленинградский мальчик успел страшно обгореть под ялтинским солнцем. Парик, грубая льняная рубаха и котомка на обгоревших плечах оставили незабываемые впечатления. Актёр рассказывал, что ему приходилось постоянно сдерживать слёзы и только на сценах с мамой он отводил душу — там плакать полагалось по сценарию.