• Песня «Утомлённое солнце», исполняемая П. Михайловым в фильме, действие которого происходит в 1936 году, была записана певцом в 1937-м. Текст отличался от звучащего в фильме.
• Во второй части фильма Наде Котовой будет не 11 лет, как следует из сюжета первой части фильма, а 20.
• По телевидению фильм был впервые показан 21 октября 1995 года — в 50-летний юбилей Никиты Михалкова.
• По мотивам ленты британский драматург Питер Флэннери написал одноимённую пьесу, по которой в 2009 году, на сцене лондонского Королевского Национального театра, был поставлен спектакль с Киараном Хайндсом в роли Котова и Рори Кинниром в роли Мити.
• Дача, где проходили съемки, принадлежала экс-мэру Нижнего Новгорода Дмитрию Беднякову. И даже большая часть предметов интерьера —собственность хозяина дома, а вот в продолжении "Утомлённые солнцем-2" пришлось воссоздавать эту обстановку уже в павильонах Мосфильма.
• Исполнитель роли сотрудника НКВД Владимир Рябов в реальной жизни является уголовником-рецидивистом. В 2004 году его приговорили к 21 году в колонии строгого режима за убийство. В следующих частях фильма его роль исполнил Сергей Бачурский.