До предложения сниматься в роли профессора Преображенского, Евгений Александрович Евстигнеев "Собачье сердце" не читал. Да и где он мог прочитать повесть Булгакова, если долгие годы та ходила только в самиздате? Случилось так, что из-за уходящей зимней натуры пришлось снимать сразу после утверждения проб без долгих разговоров и репетиций. В первом кадре, который мы начали снимать, профессор Преображенский выходил из кооперативного магазина, пересекал дорогу и подходил к дворняге Шарику. Вот, собственно, и все. Оператор Ю. Шайгарданов быстро поставил свет. Включили ветродуй, полетел снег. - Мотор! - крикнул я и увидел, как из кооперативного магазина, держа в руках пакет краковской колбасы, вышел профессор Плейшнер из фильма "Семнадцать мгновений весны" и направился к дворняге. - Стоп! - крикнул я. Не уверен, что дальнейший диалог запомнил дословно, но смысл передаю верно. - Евгений Александрович, профессор так не ходит. - Не надо мне рассказывать, как ходит профессор. Я уже одного профессора играл. - Вот именно. А это другой профессор. - Какой? - Менделеев! - Вот так? - Вот так. Он немного подумал и сказал: "Давайте снимать". Полетел снег, со скрипом открылась дверь магазина, и оттуда вышел... не Менделеев, не Плейшнер, а профессор Преображенский.

Преданный профессору Борменталь – актер Борис Плотников, прославившийся благодаря фильму "Восхождение" как белорусский партизан. Плотников рассказывал:

"Было страшно, когда с казали, что я буду в паре с Евстигнеевым, –– Увидев меня, он крякнул, хмыкнул и сказал: "Так, значит, такой Борменталь будет? Ну хорошо". И все... Думал: только реплики подаю, чтобы он солировал, и нужен ему так же, как доктор Ватсон – Холмсу. Услышав это, Евгений Александрович очень сурово меня осек: "Ни в коем случае! Мы с вами равны, коллега"

Роль бродячего пса Шарика блистательно исполнила дворняга Карай. найденный через клуб служебного собаководства.

Предполагали, что роль Шарикова сыграет Николай Караченцов. Но выбор пал на Владимира Толоконникова из алма-атинского театра, фото которого режиссер обнаружил в актерской базе.

Пробы Толоконникова настолько понравились режиссёру, что позже он вспоминал: «Когда я впервые его увидел, передо мной сидел пес в галстуке. Володя убил меня в тот же миг, как сделал глоток водки. Разумеется, это была не водка, а вода. Но выпил он очень убедительно».

Швондер оказался лучшей ролью в кино талантливого комика Романа Карцева.

Он сыграл председателя домкома так, что Швондер стал именем нарицательным.

К созданию фильма приложил руку известный бард Юлий Ким.

У Булгакова было написано просто «поют», но когда Шариков пустился в пляс с балалайкой, режиссер понял, что тут нужны частушки вроде тех, что были у Есенина: «Пароход плывет мимо пристани, будем рыбу мы кормить коммунистами!» Бортко позвонил Киму, уточнив задачу, и через день бард по телефону продиктовал ему: «Эх, яблочко, ты мое спелое, а вот барышня идет, кожа белая, Кожа белая, шуба ценная, Если дашь чего, будешь целая и т.д.».

Сочиняя сценарий в соавторстве с женой Натальей, Бортко использовал тексты рассказов и писем Булгакова. Из повести «Роковые яйца» взяли профессора Персикова, из рассказа «Самоцветный быт» — безумного дворника, читавшего Брокгауза и Эфрона, крестины детей пролетариев позаимствованы из фельетона «Золотые корреспонденции Ферапонта Капорцева», а цирковая пророчица("Сделай загадочное лицо, дура!") — из рассказа «Мадмазель Жанна».