Германия, канун окончания Второй мировой войны. Советский разведчик полковник Исаев, он же — штандартенфюрер СС Штирлиц, исполняет последние задания Центра, диктуемые ходом военных действий и политическими интригами верхов противоборствующих сторон.

Знаете ли вы, что…

Сериал снят по одноименному роману Юлиана Семенова.

Интерес к сериалу «17 мгновений весны» во время его первого показа был столь велик, что домой к режиссеру Татьяне Лиозновой постоянно звонили взволнованные зрители — узнать, что же будет дальше с героями и чем все закончится.

Роли солдат-эсэсовцев в картине исполнили кадеты из военных училищ Таллина и Риги — все, как один, голубоглазые блондины.

Фильм снимался в основном в Риге, некоторые эпизоды — в Москве.

Фильм отреставрирован и раскрашен к 9 мая 2009 года. По заказу телеканала «Россия», под руководством Александра Любимова, над новой версией в течение трех лет работали 600 человек в пяти странах: России, США, Корее, Китае и Индии. Они использовали уникальные методики по работе над цветом. А некоторые кадры раскрашивались даже вручную. Параллельно шла и усиленная работа по полной переработке звука. Создатель черно-белого оригинала Татьяна Лиознова одобрила идею и приняла участие в российской части проекта.

Леонид Куравлёв и Леонид Броневой первоначально пробовались на роль Гитлера.

У режиссёрской группы не было фотографий реального Генриха Мюллера. В результате образ шефа гестапо, созданный в фильме Леонидом Броневым, весьма далёк от оригинала.

Олег Табаков оказался так похож на реального Вальтера Шелленберга, что, по воспоминаниям Юрия Визбора, после выхода фильма на экраны Табакову пришло письмо из Германии от племянницы Шелленберга, в котором актёра благодарили и говорили, что неоднократно пересматривали фильм, чтобы ещё раз взглянуть на «дядю Вальтера».

У Вячеслава Тихонова на кисти левой руки есть татуировка «Слава», сделанная ещё в молодости. Естественно, что у Штирлица такой быть не может. Поэтому, всякий раз когда требовалось показать крупным планом руки Штирлица (например, выкладывание на столе забавных зверюшек из спичек), это были руки дублера — ассистента художника Феликса Ростоцкого. Также Ростоцкий «писал за Плейшнера» все телеграммы, так как у Евстигнеева был крайне неразборчивый почерк.

В дублированном на немецкий язык варианте фильма Штирлица озвучивал актёр из ГДР Отто Мелиес — исполнитель роли Гельмута. Самого Гельмута дублировал другой немецкий актёр.

В одном из эпизодов Мюллер в беседе со Штирлицем говорит, что он старше и по возрасту и по званию. В действительности Тихонов старше Броневого на 10 месяцев. Оба актера родились в 1928 году.
Съемки начались 11 апреля 1971 года в Берлине.

Знаменитая сцена с женой Штирлица в ресторане Elephant была идеей Вячеслава Тихонова. Ее нет в первоисточнике Юлиана Семенова. Историю подобную этой сцене Тихонову рассказал знакомый разведчик.
На роль Вальтера Шелленберга пробовался Глеб Стриженов.

В числе претендентов на роль Мюллера был Павел Луспекаев.

Товарный знак «Штирлиц» был зарегистрирован в 2008 году, а в 2013 году, через 40 лет после премьеры фильма, Арбитражный суд подтвердил право наследников Юлиана Семенова на бренд «Штирлиц».

Колоризация каждой минуты фильма обошлась в $3000.

В фильме использованы фрагменты из кинокартины «Девушка моей мечты». В колоризованной версии они остались чёрно-белыми, хотя на самом деле фильм был цветным.

Вячеслав Тихонов негативно высказался о цветной версии фильма: «То, что сделали с картиной, — преступление. Это не та картина, в которой я участвовал. Это не та картина, которую снимали оператор Петр Катаев и художник-постановщик Борис Дуленков, это не та картина, для которой работали Таривердиев и Рождественский. И это ко всем нам не имеет почти никакого отношения».

Сцены тюрьмы в помещениях здания РСХА снимались в Бутырской тюрьме.

Сцены в трактире «Грубый Готтлиб» снимались в известном берлинском ресторане «У последней инстанции».

Так как маленькие дети быстро растут, в качестве младенцев Кэтрин Кин и Хельмута Кальдера в съёмках принимали участие шестеро разных детей.

Как минимум в трёх эпизодах 7-й и 8-й серии использованы кадры из немецкого художественного фильма 1959 года «Мост».

В качестве главного консультанта фильма в титрах оригинальной чёрно-белой версии указан генерал-полковник С. К. Мишин. На самом деле под этим псевдонимом скрывался первый заместитель председателя КГБ СССР, генерал-полковник Семён Цвигун (в цветной версии уже указан именно он). Упомянутая в титрах фамилия другого консультанта — Колх — псевдоним Георгия Пипии.

После того как фильм был впервые показан на советском телевидении, режиссёр Татьяна Лиознова получила от зрителей 12 мешков писем и прочитала их все.

Фильм стал настолько популярен, что первый повтор состоялся уже через три месяца после премьеры.

После выхода фильма появилось множество анекдотов с участием его главных героев.

Режиссёру Татьяне Лиозновой удалось привлечь к съёмкам целый ряд ведущих советских актёров. По количеству актёров, удостоенных звания народного артиста СССР (до или после выхода картины), этот фильм является одним из лидеров в истории советского кино. Из тех, кто снимался в фильме, этого звания были удостоены: Леонид Броневой (1987), Николай Гриценко (1964), Лев Дуров (1990), Евгений Евстигнеев (1983), Владимир Кенигсон (1982), Василий Лановой (1985), Ростислав Плятт (1961), Вячеслав Тихонов (1974), Олег Табаков (1988), Ефим Копелян (1973, голос за кадром).

В романе нет фрау Заурих. Её придумала Татьяна Лиознова, чтобы «очеловечить» образ Штирлица. Лиознова сначала приглашала на эту роль Фаину Раневскую, но та, просмотрев наброски сочинённых для неё Ю. Семеновым сцен, наотрез отказалась. В итоге фрау Заурих сыграла Эмилия Мильтон, а эпизоды с ней пришлось сочинять режиссёру, порой импровизируя перед камерой. Лиознова вспоминала о работе с Мильтон: «Мне так жалко было её отпускать, что я тут же садилась за сценарий и писала продолжение их встреч».

Прототипом радистки Кэт стала разведчик Анна Филоненко (в девичестве Камаева), с которой Татьяну Лиознову познакомили специально. Вместе с мужем Михаилом Анна много лет проработала в Латинской Америке. Трое детей Филоненко, из которых двое родились во время командировки супругов, лишь по возвращении семьи в Москву узнали, что они советские и русские. Анне, когда она рожала в командировке, удалось кричать не по-русски.

Айсман стал одноглазым по воле Татьяны Лиозновой. Леониду Куравлёву не давался характер персонажа. Чтобы помочь ему, Лиознова придумала эту яркую деталь: «сразу появилась биография».
Ким Филби (один из руководителей британской разведки, коммунист, агент советской разведки с 1933 года) так высказался о Штирлице в исполнении Тихонова: «С таким сосредоточенным лицом он бы и дня не продержался!»

Роль Штирлица изначально была предложена Арчилу Гомиашвили. К несчастью, у актёра с режиссером Татьяной Лиозновой закрутился роман. Вячеслав Тихонов вел себя очень активно, доказывая, что эта роль создана для него. Началось давление на режиссера, которая заняла нейтральную позицию. Гомиашвили все бросил и уехал в Грузию. Получил одну телеграмму с просьбой вернуться — от Бритикова, директора Киностудии имени Горького, потом другую — с предложением играть Мюллера. В последней телеграмме Бритиков сообщил, что съемочная группа не может больше ждать — на роли Штирлица и Мюллера назначены другие артисты. Также на роль пробовались Иннокентий Смоктуновский, Олег Стриженов и Юрий Соломин, но никто из них не был готов отдать проекту несколько лет.