В ролях

• Иннокентий Смоктуновский — Юрий Иванович Деточкин, страховой агент
• Олег Ефремов — Максим Петрович Подберёзовиков, следователь
• Любовь Добржанская — мама Деточкина
• Ольга Аросева — Люба, невеста Деточкина
• Андрей Миронов — Дима Семицветов
• Татьяна Гаврилова — Инна, жена Семицветова
• Анатолий Папанов — Семён Васильевич Сокол-Кружкин, подполковник в отставке, тесть Семицветова
• Георгий Жжёнов — автоинспектор
• Евгений Евстигнеев — Евгений Александрович, режиссёр народного театра
• Сергей Кулагин — Филипп Картузов, директор пивной
• Виктория Радунская — Таня, криминалист
• Готлиб Ронинсон — Яков Михайлович Квочкин, начальник Деточкина
• Борис Рунге — человек с чемоданами
• Яков Ленц — продавец в табачном киоске
• Вячеслав Невинный — автослесарь
• Донатас Банионис — пастор, покупатель «Волги»
• Галина Волчек — покупательница магнитофона по блату у Семицветова
• Любовь Соколова — народный судья
• Антонина Максимова — актриса любительского театра
• Юлиана Бугаева — Симочка (в титрах не указана)
• Инга Будкевич — покупательница транзисторного приёмника (в титрах не указана)
• Антонина Дмитриева — эпизод (в титрах не указана)
• Сергей Жирнов — актёр Народного театра, уносил Подберёзовикова со сцены на репетиции (в титрах не указан)
• Зоя Исаева — гостья, брюнетка с высокой прической (в титрах не указана)
• Юрий Киреев — милиционер (в титрах не указан)
• Алексей Коренев — покупатель в комиссионке у Семицветова (в титрах не указан)
• Нина Крачковская — кассир на почте (в титрах не указана)
• Владимир Липпарт — милиционер, участник самодеятельности (в титрах не указан)
• Владимир Нахабцев — эпизод (в титрах не указан)
• Николай Парфёнов — прокурор (в титрах не указан)
• А. Петров — зритель на суде (в титрах не указан)
• Сергей Филиппов — зритель на концерте самодеятельности (в титрах не указан)
• Георгий Шаповалов — продавец в охотничьем магазине (в титрах не указан) (озвучивал Вадим Захарченко)
• Евгений Шутов — милиционер конвоя (в титрах не указан)
• Юрий Яковлев — голос за кадром

Дополнительные факты

• По воспоминаниям Ольги Аросевой, ей действительно пришлось водить по улицам Москвы троллейбус (для чего она прошла курсы водителей троллейбуса), причём пришлось выехать на маршрут, и пассажиры в троллейбусе были настоящими, а не массовкой.
• Донатаса Баниониса, говорящего по-русски с акцентом, в большинстве фильмов дублируют русскоговорящие актёры. В сцене передачи денег за «Волгу», он разговаривает с Деточкиным и считает деньги по-литовски своим голосом.
• Мосфильмовская «Волга» ГАЗ-21, на которой Деточкин ушёл от погони, также снималась в фильмах «Три тополя на Плющихе» Татьяны Лиозновой, «Бриллиантовая рука» Леонида Гайдая и «Яды, или Всемирная история отравлений» Карена Шахназарова. Сейчас эту «Волгу» можно увидеть в музее киноконцерна «Мосфильм».
• В кадрах фильма можно увидеть различные районы Москвы. Так, Дима Семицветов живет в районе Смоленского метромоста. Примерно там же Деточкин, желая начать честную жизнь, выбрасывает в реку свои аксессуары. Последняя сцена, где отсидевший Деточкин возвращается к Любе, снята на эстакаде Остоженки (тогда — улицы Метростроевской) над Садовым кольцом.
• 9 ноября 2012 года в Самаре к восьмидесятипятилетию Эльдара Рязанова был открыт памятник Юрию Деточкину.