Несмотря на то что фильм называется «Кавказская пленница», в нем почти нет мест, связанных с Кавказом.
Съемки начались 22 апреля 1966 года на «Мосфильме». А к началу лета кинематографисты переместились в Крым, где и прошла большая часть съемок. Основной локацией была выбрана Алушта и расположенные вокруг села Лучистое, Никита, Куйбышево. Часть натурных съемок прошла в окрестностях знаменитой горы Ай-Петри. Улицу рядом с психбольницей снимали в Симферополе. Надо сказать, что на пару дней съемочная группа на Кавказ все же приезжала. Кадры, на которых Нина спасает Шурика, упавшего в спальном мешке в горный поток, сняли под Сочи, в Красной Поляне, на берегу реки Мзымта. Хотя среди жителей Алушты была распространена легенда, будто реку создали искусственно. «Очевидцы» киносъемок утверждали, что в одном из оврагов расстелили брезент, а на него из нескольких цистерн сливали воду. Так и получился горный поток.
Но река этой сцене настоящая, «кавказская».