20 февраля 1973 года фильм был запущен в подготовительный период. И здесь Быкову тоже пришлось столкнуться с рядом трудностей. К примеру, много нервов ему стоило утверждение на роль автотехника Макарыча ленинградского актера Алексея Смирнова. Тот был известен широкому зрителю прежде всего как актер комедийного плана, а у Быкова ему предстояло стать фронтовиком. Узнав об этом, чиновники от кино резко воспротивились: «Не бывать этому! У него же тупое лицо!» Но когда Быков заявил, что откажется снимать фильм, если в нем не будет Смирнова, когда рассказал о том, что «актер с тупым лицом» — сам бывший фронтовик, вернувшийся с войны полным кавалером орденов Славы, сопротивление чиновников было сломлено. Кстати, отчество киношному технику Быков дал то же, что на самом деле носил Смирнов — Макарыч.
Большую помощь в работе над фильмом оказал маршал авиации, легендарный летчик Александр Покрышкин. Когда Быков напросился к нему на прием, чтобы добиться от него выделения для съемок настоящих самолетов времен войны, маршал поначалу отнесся к этой просьбе настороженно. Слишком много в те годы выходило проходных фильмов о войне, чтобы маршал с ходу поверил в затею Быкова снять «нетленку». Он опросил оставить ему на несколько дней сценарий, чтобы поближе познакомиться с материалом. Но нескольких дней не понадобилось. Буквально за одну ночь Покрышкин проглотил сценарий и распорядился выдать киношникам не один, не два, а целых пять самолетов: четыре истребителя «Як-18» и чехословацкий «2–326», внешне похожий на «Мессершмитт-109». Машины доставили на киевский аэродром «Чайка», где их перекрасили и придали им фронтовой вид.
Съемки фильма начались 22 мая в павильоне студии Довженко в декорациях «блиндаж КП» и «блиндаж комбата». Затем съемки переместились на натуру: в конце мая начали снимать воздушные бои «яков» с «мессерами». Вот как вспоминает об этом участник тех съемок — оператор Виталь Кондратьев: «Для удобства воздушных съемок я придумал особое устройство, которое крепилось между первой и второй кабинами и позволяло брать кадр крупным планом прямо во время полета. Быков мое изобретение одобрил и тут же решил первым подняться в воздух, чтобы испытать его в деле. Пилот выписывал в небе «бочки» и «мертвые петли», а Леонид Федорович включал камеру, давил на гашетку и кричал в объектив: «Серега, прикрой! Атакую!» После нескольких дублей самолет садился, я менял кассету с пленкой, и машина снова поднималась в небо. В конце съемочного дня Быков буквально вывалился из самолета и плюхнулся на зеленую траву аэродрома. «Ну, как дела?» — спросил я, подбежав к нему, и услышал в ответ: «Проявим пленку — увидим!»
В начале июня начали снимать эпизоды «на аэродроме». Поскольку Быков не любил, когда его дублировали, он все трюки старался делать сам. И за время съемок вполне прилично освоил управление самолетами. Правда, в воздух он их не поднимал, но зато самостоятельно запускал двигатель и рулил по аэродрому. Иной раз без накладок не обходилось. Как-то он не смог рассчитать курс, и правое колесо попало в яму от пиротехнического взрыва. Самолет клюнул носом, полетели лопасти пропеллера, заднее колесо отломилось вместе со стойкой. Быков заработал на лбу здоровенную шишку, но расстроился не из-за этого. Дело в том, что авария произошла на том самом «Яке» с нарисованными на борту нотами и скрипичным ключом. Поскольку везти самолет для ремонта в Киев значило потерять уйму времени, было решено восстанавливать «железную птицу» на месте, своими силами. Помогло киношникам то, что предусмотрительный механик захватил из Киева несколько запасных лопастей, которые тут же установили на поврежденную машину. Но тут же возникла другая проблема — с задним шасси. Здесь нужна была сварка, которую на месте провести было нельзя. И тогда за дело взялся оператор Виталь Кондратьев. Он положил изувеченную деталь в багажник своего авто и поехал в Чернигов на станцию юных техников, где у него имелись друзья. Однако когда он приехал, на станции никого не оказалось. Пришлось оператору «вылавливать» их по домам. Узнав, что он с Быковым снимает кино о фронтовых летчиках, мастера с радостью согласились им помочь. Стойку заварили, и на следующее утро самолет был снова готов к полетам.