Лотяну во время пробных съемок игра Беляевой показалась невыразительной, но сроки сильно поджимали. Было решено начать работу и корректировать все по ходу.
По воле случая параллельно с экранной историей любви разыгралась еще одна — между режиссером и юной актрисой. Галина Беляева вспоминала: «Когда я впервые увидела Эмиля Владимировича, абсолютно не допускала мыслей, что мы можем быть с ним вместе. Но он был таким интересным и замечательным человеком, что в него нельзя было не влюбиться. Он занимался моим воспитанием не только как актрисы, но и всерьез и ненавязчиво повышал мои знания… Этот фильм стал не просто моим дебютом. Тогда я была поглощена своей первой влюбленностью и счастьем. И это было началом новой жизни…»
Когда Галина достигла совершеннолетия, пара сыграла свадьбу. Однако союз просуществовал не очень долго. В этом браке родился сын Эмиль.
В отличие от сложных поисков главной героини, с выбором актера на ведущую мужскую роль проблем Эмиль Лотяну не видел — ее сразу предложили Олегу Янковскому. Однако актер попросил время на раздумья, но в итоге согласился.
«Когда Эмиль Лотяну предложил мне роль Сергея Камышева, у меня было много сомнений. Я знал „Драму на охоте“, но, прочитав сценарий, задался вопросом: а при чем здесь Чехов? — рассказывал Янковский. — Но я также знал Лотяну по его прежним работам. К тому времени он уже снял фильм „Лаутары“ — романтическую историю о бродячих молдавских музыкантах — и „Табор уходит в небо“ со Светланой Тома. И, конечно, перспектива работать с таким художником была заманчивой. Не забывайте, тогда существовал в стране другой кинематограф. И снимать красочные сцены с цыганами, поэтическую картину со страстью, любовью было в те годы роскошью».
Кирилл Лавров, утвержденный на роль графа Алексея Карнеева, был знаком зрителям по театру и кино. Его партнером по фильму в «любовном многоугольнике» стал Леонид Марков (Петр Урбенин). Кроме того, в картине сыграли такие исполнители, как Светлана Тома, Григоре Григориу, Василий Симчич, Олег Федоров, Виктор Лазарев и другие.