На каждом этапе было важно сохранить слаженную работу и продумать все детали, чем и занимался режиссер Леонид Гайдай. Хотя все основные действия, происходящие в фильме, разворачивались в Москве, места для съемок были выбраны разнообразные. Съемочная локация для видеоклипа в самом начале, где поет Зина, снималась в Ялте. Дом Шурика, соорудившего машину времени, на самом деле имеет 13-й номер на Новокузнецкой улице Москвы, как и магазин «Радиотовары», куда герой отправлялся за необходимыми деталями. Живописный вид с балкона квартиры, где Грозный любуется современным городом, был запечатлен с высотного здания на Новом Арбате. Для воплощения палат Ивана Грозного использовался Ростовский кремль. А вот интерьеры внутри зданий, отображенные в картине, на самом деле являются декорациями, созданными на студии.
Даже царские палаты были созданы искусственно, хотя получились вполне реалистичными.